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揭秘“元宇宙”芯片功臣，十年后虛擬、現(xiàn)實(shí)將結(jié)合？
芯東西3月1日報道，昨日的巴塞羅那MWC世界移動通信大會上，高通CEO克里斯蒂亞諾·安蒙（Cristiano Amon）宣布和字節(jié)跳動合作，對XR（AR/VR）設(shè)備、軟件平臺、開發(fā)者工具等進(jìn)行開發(fā)。
作為安蒙欽點(diǎn)的元宇宙鑰匙，XR平臺已成為高通的重要發(fā)展方向。盡管元宇宙概念短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)，也催生了很多靠著炒作概念興起的泡沫，但較為先進(jìn)、包容的概念在技術(shù)上卻切實(shí)的為芯片行業(yè)帶來了發(fā)展的機(jī)會和目標(biāo)。
調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce曾提到元宇宙比網(wǎng)絡(luò)世界更為復(fù)雜，需要更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算核心、傳輸龐大數(shù)據(jù)的低延遲網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及具備更佳顯示效果的AR/VR設(shè)備。這種需求將會帶動芯片產(chǎn)業(yè)在存儲、網(wǎng)絡(luò)、顯示、算力等多個方面的實(shí)力，倒逼廠商進(jìn)行技術(shù)升級。
在很多分析師和調(diào)研機(jī)構(gòu)看來，在元宇宙熱潮中，除了各類游戲公司、VR/AR公司外，芯片公司將是元宇宙概念最主要的受益者之一。同時，如果想要元宇宙這樣一個龐大的虛擬世界，無論是市場需求還是算力需求都要大幅提升，高通、聯(lián)發(fā)科、英偉達(dá)、英特爾、臺積電等芯片廠商都從自己擅長的領(lǐng)域開始布局，以成為元宇宙這一未來世界的基石。
其中，高通主攻AR/VR芯片市場，和微軟、字節(jié)跳動宣布合作事宜；聯(lián)發(fā)科在多媒體、網(wǎng)絡(luò)連接、移動處理器等領(lǐng)域都有布局，網(wǎng)傳要成立元宇宙事業(yè)部；英偉達(dá)和英特爾在硬件提供算力基礎(chǔ)外，都有完整的軟件生態(tài)，英偉達(dá)的Omniverse平臺更是讓很多人提前看到了元宇宙的美好未來；臺積電則表示，十年后虛擬和現(xiàn)實(shí)世界將會密切結(jié)合，而臺積電對于這種結(jié)合有著深厚的技術(shù)積累。
五大芯片巨頭對于元宇宙概念的布局和搶灘正在進(jìn)行，摩爾定律放緩、芯片制程步入埃米級的芯片行業(yè)或許將迎來新的發(fā)展動力。
01.高通：拿下AR/VR芯片市場和微軟、字節(jié)合作打造XR設(shè)備
昨日，高通首席執(zhí)行官克里斯蒂亞諾·安蒙（Cristiano Amon）宣布與國產(chǎn)AR/VR龍頭Pico及其母公司字節(jié)跳動建立重要伙伴關(guān)系，雙方將就XR（AR/VR）硬件設(shè)備、軟件平臺和開發(fā)者工具開發(fā)方面進(jìn)行合作。
類似的合作還出現(xiàn)在今年1月的CES 2022上，高通和微軟在AR領(lǐng)域達(dá)成合作，將共同研發(fā)定制化的驍龍芯片用于AR眼鏡中，并計劃集成Microsoft Mesh應(yīng)用和驍龍Spaces XR開發(fā)者平臺等軟件。
在去年年底的高通投資日上，安蒙著重強(qiáng)調(diào)AR/VR（XR）設(shè)備將成為元宇宙的鑰匙，并將其和PC采用移動技術(shù)、數(shù)字汽車、工業(yè)4.0等趨勢并列，認(rèn)為將成為高通未來最關(guān)鍵的發(fā)力方向之一，并且預(yù)計目前相關(guān)芯片在2021年已經(jīng)出貨達(dá)到千萬數(shù)量級。
“元宇宙”的概念最早出現(xiàn)在近30年前尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小說中。近年來，元宇宙開始被描述成為數(shù)字世界的終極夢想，在摩爾定律的驅(qū)動下，它將在信息豐富、實(shí)時連接、全球互聯(lián)的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界中，讓全球數(shù)十億用戶以全新方式進(jìn)行工作、娛樂、協(xié)作和社交。
元宇宙的關(guān)鍵入口是AR/VR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)）設(shè)備，其和元宇宙的發(fā)展有著強(qiáng)相關(guān)。但距離在AR/VR設(shè)備上實(shí)現(xiàn)元宇宙，如今市面上的處理器芯片在圖像處理能力、分辨率、能耗比和網(wǎng)絡(luò)連接與傳輸上都存在很大差距。當(dāng)前，在AR/VR設(shè)備市場，高通是主流的AR/VR芯片供應(yīng)商之一，其驍龍XR系列和驍龍8系列處理器成為了目前Pico、Quest等主流AR/VR設(shè)備的選擇。
▲基于高通驍龍XR1的AR眼鏡（圖片來源：高通）
作為發(fā)家于通信技術(shù)的芯片巨頭，高通在通信方面有著大量專利許可，握有移動通信領(lǐng)域的核心技術(shù)，是移動無線通信領(lǐng)域的終極大佬。而在半導(dǎo)體芯片方面，高通正努力拓展XR生態(tài)，以成為AR/VR領(lǐng)域的“英特爾”。
去年11月，高通推出頭戴式AR開發(fā)套件驍龍Spaces XR開發(fā)者平臺，該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)一些主要的環(huán)境理解特性，包括空間映射與空間網(wǎng)格、遮擋、平面探測、物體與圖像識別和追蹤、本地錨點(diǎn)及其持久性以及場景理解。高通還收購了手部追蹤和手勢識別方案提供商HINS SAS的團(tuán)隊(duì)和部分技術(shù)資產(chǎn)，使高通的XR產(chǎn)品具備更好地手部交互體驗(yàn)。
02.聯(lián)發(fā)科：多元化布局網(wǎng)傳要整合多部門進(jìn)軍元宇宙
作為高通在智能手機(jī)處理器市場上的主要競爭對手，聯(lián)發(fā)科自然不會放過這樣的機(jī)會。聯(lián)發(fā)科首席執(zhí)行官蔡力行曾稱，聯(lián)發(fā)科擁有全方位、多元的產(chǎn)品組合，具有低能耗、低延遲、終端運(yùn)算、巨量物聯(lián)網(wǎng)、寬頻聯(lián)網(wǎng)、AR/VR以及元宇宙等優(yōu)勢，將在元宇宙和數(shù)字轉(zhuǎn)型中扮演關(guān)鍵角色。
具體到技術(shù)與產(chǎn)品，聯(lián)發(fā)科在5G、智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、連接與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域均有較為深厚的技術(shù)積累，其子公司達(dá)發(fā)科技（前身為絡(luò)達(dá)科技和創(chuàng)發(fā)科技）同樣在藍(lán)牙無線音頻、網(wǎng)絡(luò)連接、交換器芯片等領(lǐng)域有著布局。
此外，聯(lián)發(fā)科通過Gaintech等子公司在中國大陸、中國臺灣、歐美、印度、日本甚至非洲等地區(qū)和國家進(jìn)行了大量投資布局，在射頻、指紋識別、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域投資了像唯捷創(chuàng)芯、匯頂科技、常憶科技、矽實(shí)科技等頭部公司。
蔡力行公開發(fā)言中談到過，聯(lián)發(fā)科在IP、技術(shù)、功耗等表現(xiàn)上是少數(shù)發(fā)展元宇宙技術(shù)準(zhǔn)備就緒的公司，而元宇宙這一概念所需要的算力、低功耗、低延遲等技術(shù)正是聯(lián)發(fā)科的強(qiáng)項(xiàng)。
近日，更有網(wǎng)傳，聯(lián)發(fā)科計劃利用在連接、傳輸、5G、邊緣計算、多媒體等領(lǐng)域的優(yōu)勢，整合旗下物聯(lián)網(wǎng)、TV等芯片，成立全新的“元宇宙事業(yè)部門”。雖然消息并未實(shí)錘，但也可看出聯(lián)發(fā)科在多個領(lǐng)域搶先布局的優(yōu)勢。
03.臺積電：未來十年后虛擬世界將和現(xiàn)實(shí)世界結(jié)合
如果說高通和聯(lián)發(fā)科兩家芯片設(shè)計公司，占據(jù)了元宇宙的底層。那么對于臺積電、三星等具備先進(jìn)制程（7nm及以下）芯片制造能力的玩家來說，或許會成為元宇宙最大的受益者。
去年12月，臺積電董事長劉德音預(yù)測，未來十年后，由于資料產(chǎn)生、運(yùn)算與傳輸大幅增加，人們會逐漸感受到真實(shí)與虛擬世界的結(jié)合。未來，AR/VR設(shè)備將取代手機(jī)，對人類和虛擬世界產(chǎn)生顛覆性的改變。在他看來，現(xiàn)在AR/VR設(shè)備的缺點(diǎn)在于裝置過重、續(xù)航較低以及成本較高，但這些缺點(diǎn)同樣曾存在于20年前新興的手機(jī)中。
如果VR/AR設(shè)備想要想手機(jī)一樣普及，在重量、體積等方面都要有100倍以上的提升，這都需要以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)。劉德音認(rèn)為，相對以前主要的發(fā)展目標(biāo)是降低半導(dǎo)體成本，未來半導(dǎo)體制造將作為開放性的創(chuàng)新平臺，讓新應(yīng)用可以更快地為半導(dǎo)體帶來創(chuàng)新價值。針對元宇宙或英偉達(dá)的Omniverse平臺這樣虛實(shí)結(jié)合的應(yīng)用，臺積電也很早就在開發(fā)相關(guān)技術(shù)。
美國金融服務(wù)公司Morningstar今年發(fā)布的一份報告顯示，元宇宙將為芯片制造行業(yè)帶來“不平衡（uneven）”的發(fā)展。根據(jù)該報告，由于元宇宙中的許多工作負(fù)載和應(yīng)用都涉及對海量數(shù)據(jù)的實(shí)時處理，這將要求所涉及的芯片必須位于先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)，這將為先進(jìn)制程玩家?guī)砭薮蟮暮锰?。相對來說，中芯國際、聯(lián)電、格芯等成熟制程玩家，可能只會受益于電源管理和顯示驅(qū)動芯片等價值較低的部分。
04.英特爾：將元宇宙分為三層千倍級現(xiàn)有算力才可能實(shí)現(xiàn)元宇宙
英特爾公司高級副總裁兼加速計算系統(tǒng)和圖形事業(yè)部總經(jīng)理Raja Koduri在2021年12月分享了英特爾對于元宇宙的看法。英特爾將元宇宙的技術(shù)分為三層，分別為元智能層（meta intelligence layer）、元操作層（meta ops layer）和元計算層（meta compute layer），分別提供統(tǒng)一的編程模型以及開放的軟件開發(fā)工具和軟件開發(fā)庫、超越本地的可用算力、實(shí)現(xiàn)元宇宙體驗(yàn)的原始動力。對英特爾來說，其CPU、GPU和IPU等產(chǎn)品位于元計算層，oneAPI等軟件方案則位于元智能層。
▲英特爾產(chǎn)品在元宇宙的位置（圖片來源：英特爾）
如果要打造真正持續(xù)運(yùn)行且極具沉浸感的計算體驗(yàn)，并讓數(shù)十億用戶能夠?qū)崟r訪問，Raja Koduri預(yù)計需要將現(xiàn)有算力的1000x（千倍級）提升。為了實(shí)現(xiàn)算力提升，英特爾正在推動和布局晶體管、封裝、存儲、互連等很多技術(shù)創(chuàng)新，以及全新的算法和軟件架構(gòu)。
05.英偉達(dá)：Omniverse打造“永遠(yuǎn)在線”虛擬世界
相比其他芯片公司，英偉達(dá)在元宇宙熱潮下顯得格外特別。去年11月，英偉達(dá)在GTC大會上，將其Omniverse平臺定位為“工程師的元宇宙”，整合了自身GPU、CUDA、實(shí)時光線追蹤技術(shù)等軟硬件技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)工廠、虛擬人、城市等各個層次的虛擬世界，通過“永遠(yuǎn)實(shí)時在線”讓用戶跨平臺、跨地區(qū)在同一個虛擬世界中實(shí)現(xiàn)合作。
事實(shí)上，英偉達(dá)早在2019年就已提出了Omniverse平臺，并在2020年上線了Omniverse Open Beta公測版本，早于元宇宙這一概念的流行。憑借Omniverse平臺，開發(fā)者可以在單個交互式平臺上實(shí)時整合用戶和主流行業(yè)3D設(shè)計工具，使產(chǎn)品具有實(shí)時、準(zhǔn)確、逼真的光線追蹤效果，以及構(gòu)建模型一次便能夠在不同設(shè)備上渲染的功能。
▲英偉達(dá)通過Omniverse打造數(shù)字版黃仁勛
去年4月的GTC大會上，英偉達(dá)通過該技術(shù)合成了14秒的假黃仁勛；在2021年11月的秋季GTC大會上，英偉達(dá)展示了Omniverse打造的黃仁勛Q版化身、虛擬廚房等多個應(yīng)用場景。
此外，英偉達(dá)用該平臺進(jìn)行自動駕駛仿真、洛克希德·馬丁公司用其進(jìn)行模擬、預(yù)測和撲滅野火工作，寶馬則用它來打造數(shù)字孿生工廠。Omniverse打造的虛擬世界正在越來越多的行業(yè)中應(yīng)用，推動技術(shù)發(fā)展。
▲寶馬用Omniverse構(gòu)建數(shù)字孿生工廠
而從硬件產(chǎn)品上來說，英偉達(dá)是GPU市場的龍頭，針對人工智能計算，GPU比CPU更適于處理相應(yīng)工作負(fù)載，在人工智能時代有著重要的地位。英偉達(dá)也早就對人工智能有所布局，已成為人工智能領(lǐng)域的巨頭和關(guān)鍵供應(yīng)商。
此外，其RTX顯卡產(chǎn)品具備光線追蹤、快速渲染、AI增強(qiáng)圖像和圖像處理等功能，為元宇宙概念提供了可視化的芯片基礎(chǔ)。軟硬件的多種布局使英偉達(dá)成為了元宇宙技術(shù)積累最雄厚的公司之一。
06.結(jié)語：元宇宙帶來發(fā)展目標(biāo)與機(jī)遇仍待基礎(chǔ)技術(shù)出現(xiàn)突破
隨著摩爾定律面臨挑戰(zhàn)，芯片行業(yè)在技術(shù)演進(jìn)方向、半導(dǎo)體周期、未來應(yīng)用等方面上都存在一定的討論。
元宇宙概念的流行，一方面提升了未來芯片市場的預(yù)期規(guī)模，推動更多資本涌入，加速了行業(yè)發(fā)展；另一方面，元宇宙概念向半導(dǎo)體行業(yè)展示了一個長期目標(biāo)，促進(jìn)了制程、功耗、算力等方面的技術(shù)演進(jìn)。
但需注意的是，短期的資本追捧的泡沫并不能掩蓋現(xiàn)有技術(shù)的不足，元宇宙需要半導(dǎo)體、AR/VR、人工智能等技術(shù)長久發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)，炒作下的盛景和遇冷都不能代表真實(shí)的行業(yè)發(fā)展。
作者 | 高歌
編輯 | Panken
