785
后海思時(shí)代，如何成為SoC的領(lǐng)頭羊？
當(dāng)華為海思因制裁而倒下，曾經(jīng)馳騁于手機(jī)、安防等領(lǐng)域等的海思SoC銷量逐漸下滑。
手機(jī)SoC芯片上，國(guó)內(nèi)僅剩一顆獨(dú)苗——紫光展銳。在與傳音、摩托和中興合作的基礎(chǔ)上，2021年紫光展銳陸續(xù)拿到了頭部終端廠商榮耀、Realme和三星的4G SoC訂單。2021年紫光展銳智能手機(jī)SoC出貨量約為7080萬(wàn)顆，同比增長(zhǎng)約220%。 后海思時(shí)代，國(guó)內(nèi)企業(yè)如何成為SoC的領(lǐng)頭羊？
國(guó)內(nèi)SoC究竟怎么樣？
SoC（System-On-Chip), 即片上系統(tǒng)。在20世紀(jì)90年代中期，因使用集成電路實(shí)現(xiàn)芯片組的方法受到啟發(fā)，于是萌生了將所有不同功能塊直接集成于一顆硅片上的想法，SoC芯片就此誕生了。 自研SoC門檻很高。
從最近跨界造芯的手機(jī)廠產(chǎn)品中可見(jiàn)一斑，OPPO推出的NPU芯片馬里亞納MariSilicon X、小米推出ISP芯片澎湃C1、vivo發(fā)布V1、V1＋等，這些芯片都是針對(duì)一個(gè)特定專用功能進(jìn)行優(yōu)化和提升，NPU與ISP也是專門負(fù)責(zé)視覺(jué)處理工作區(qū)域，這些芯片中都沒(méi)有SoC的身影。
手機(jī)SoC中集成了ISP、DSP、NPU、CPU、GPU、Modem等等不同處理單元。因此，高難度的SoC芯片在手機(jī)廠中只有三星、蘋果與華為有實(shí)力研發(fā)SoC芯片。華為海思的麒麟系列SoC是華為自主設(shè)計(jì)研發(fā)，其對(duì)標(biāo)蘋果A系列，高通驍龍，以及三星的獵戶座處理器。
但在臺(tái)積電不再為華為代工后，國(guó)產(chǎn)最強(qiáng)SoC也走到了盡頭。
手機(jī)SoC芯片遇冷 隨著新冠疫情已持續(xù)三年，消費(fèi)電子需求從最初的大爆發(fā)逐漸減緩。在手機(jī)SoC逐漸成熟下，由于缺少殺手級(jí)應(yīng)用，消費(fèi)者換機(jī)欲望降低。根據(jù)CINNO Research數(shù)據(jù)，2月中國(guó)智能手機(jī)SoC市場(chǎng)銷量在1月環(huán)比、同比雙升后出現(xiàn)回落，整體市場(chǎng)終端銷量環(huán)比下降約24%，同比下降約20.5%。
由于海思受到制裁，已經(jīng)無(wú)法再生產(chǎn)麒麟芯片，目前的市場(chǎng)份額已由2021年同期7%跌至1%，手機(jī)SoC全球排名第六。 目前頭部終端廠商中僅剩蘋果和三星采用自研主芯片，除此之外，手機(jī)SoC最大的供應(yīng)商是聯(lián)發(fā)科和高通。根據(jù)群智咨詢（Sigmaintell）調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2021年，高通和聯(lián)發(fā)科兩家在智能手機(jī)SoC市場(chǎng)市占約70%，逐步形成了雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)的格局。
SoC上游產(chǎn)業(yè)鏈難以形成閉環(huán) 由于SoC芯片集成AP、BP、ISP和NPU等模塊，SoC芯片的規(guī)模一般遠(yuǎn)大于普通的ASIC，加上深亞微米工藝帶來(lái)的設(shè)計(jì)困難，SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度大大提高。無(wú)論是工藝還是流片成本都非常高。目前智能手機(jī)SoC芯片制程大多在12nm以下，高端旗艦機(jī)以7nm為主流，除了聯(lián)發(fā)科Helio P65、P90和G90等少數(shù)芯片以外，其他最新上市的SoC都已經(jīng)跨過(guò)了10nm工藝的門檻。
而中國(guó)最先進(jìn)晶圓代工廠——中芯國(guó)際，由于美國(guó)的制裁，目前最先進(jìn)的制程只有4nm，乃至風(fēng)險(xiǎn)量產(chǎn)的N+1、N+2，距離芯片制造龍頭臺(tái)積電3nm工藝相差2-3代的技術(shù)工藝。目前，成熟工藝（28nm以下）仍然是中芯國(guó)際的主要營(yíng)收來(lái)源。
中芯國(guó)際2021年財(cái)報(bào) 盡管中芯國(guó)際聯(lián)席CEO梁孟松此前曾披露，中芯國(guó)際的28nm、14nm、12nm、N+1等技術(shù)均已進(jìn)入規(guī)模量產(chǎn)，7nm技術(shù)開(kāi)發(fā)已經(jīng)完成，但目前國(guó)內(nèi)確實(shí)沒(méi)有能夠量產(chǎn)12nm制程以下的晶圓代工廠出現(xiàn)。 由于晶圓制造出現(xiàn)了寡頭局面，臺(tái)積電與三星合計(jì)市占比達(dá)到71%，目前12nm以下先進(jìn)制程也主要由臺(tái)積電和三星代工。
國(guó)產(chǎn)SoC破局之法
在受到制裁的情況下，中國(guó)半導(dǎo)體不僅需要發(fā)展自身，與此同時(shí)也需要面對(duì)國(guó)際大廠的競(jìng)爭(zhēng)。這就使得在技術(shù)、積累、價(jià)格方面本就不占優(yōu)勢(shì)的中國(guó)廠商在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于越發(fā)劣勢(shì)的境地。
因此，對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，尋找龍頭尚未發(fā)現(xiàn)的細(xì)分領(lǐng)域并將該領(lǐng)域完全占據(jù)變得尤為重要，藍(lán)海市場(chǎng)集中度高、競(jìng)爭(zhēng)者較少，因此藍(lán)海對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。
例如2004年進(jìn)入車載CIS市場(chǎng)的韋爾股份，在全球車載CIS市場(chǎng)中大幅領(lǐng)先全球排名第二，2019年占據(jù)全球29%的市場(chǎng)份額。而CIS市場(chǎng)的高端老玩家索尼與三星進(jìn)入車載CIS市場(chǎng)較晚，索尼在2015年宣布進(jìn)入車載CIS市場(chǎng)，三星則到2021年才進(jìn)軍車載CIS市場(chǎng)。也因此，哪怕是索尼在2019年的車載CIS市場(chǎng)中的市占率也僅僅達(dá)到3%。
從細(xì)分領(lǐng)域出發(fā) ，更能夠發(fā)揮中國(guó)SoC芯片的優(yōu)勢(shì)。盡管對(duì)于手機(jī)SoC芯片國(guó)內(nèi)稍顯落后，但隨著智能汽車、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，SoC在這兩方面的應(yīng)用也逐漸增多。由于物聯(lián)網(wǎng)等其他應(yīng)用領(lǐng)域SoC制程在30nm以下，發(fā)展相關(guān)SoC芯片在制造方面能夠完美契合國(guó)內(nèi)晶圓代工廠的水平，無(wú)需擔(dān)心國(guó)內(nèi)產(chǎn)能。
智能座艙時(shí)代主控SoC芯片替代多個(gè)傳統(tǒng)MCU功能芯片的趨勢(shì)已經(jīng)明晰。 傳統(tǒng)的汽車座艙,每個(gè)ECU所進(jìn)行的運(yùn)算,都是簡(jiǎn)單的邏輯指令,并不需要復(fù)雜的運(yùn)算能力,但是智能座艙的數(shù)據(jù)處理復(fù)雜程度呈指數(shù)上升趨勢(shì),往往需要一顆芯片驅(qū)動(dòng)多個(gè)系統(tǒng)和多塊屏幕,所以必須選擇高度集成CPU、GPU、NPU等多個(gè)模塊的系統(tǒng)級(jí)SoC芯片。
國(guó)內(nèi)全志科技從平板電腦SoC起家，成立于 2007 年 ，產(chǎn)品廣泛適用于智能硬件、平板電腦、智能家電、車聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒以及電源模擬器件、無(wú)線通信模組、智能物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域。 其在智能車載方面在車載人工智能和語(yǔ)音識(shí)別方面，與科大訊飛簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議；目前公司前裝市場(chǎng)，在乘用車方面，長(zhǎng)安、上汽、一汽多款車型搭載 T 系列車規(guī)芯片大批量上市，T系列前裝年出貨量已超過(guò)百萬(wàn)。
北京君正一舉突破中低端市場(chǎng)，繼推出針對(duì)攝像機(jī)的T系列AI SoC芯片后，2021年還推出了針對(duì)NVR的A系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了前后端的完整布局。
地平線，主控芯片SoC是硬件的核心，而地平線的征程系列芯片就是國(guó)內(nèi)汽車AI芯片的頭部廠商。地平線征程系列芯片累計(jì)出貨量已突破100萬(wàn)片，在售的征程系列芯片包括征程2、征程3和征程5，適配從低到高的自動(dòng)駕駛等級(jí)，預(yù)計(jì)2024年會(huì)推出征程6芯片。征程系芯片已經(jīng)在理想、上汽、長(zhǎng)安和奇瑞等汽車廠商上應(yīng)用。
AIoT成為國(guó)產(chǎn)SoC突破領(lǐng)域
基于 AIoT 時(shí)代非電子產(chǎn)品電子化、簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品智能化的發(fā)展趨勢(shì)，電子產(chǎn)業(yè)鏈下游的品類擴(kuò)張仍在進(jìn)行時(shí)，根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2020 年全球物聯(lián)網(wǎng)支出達(dá)到6904.7 億美金，其中中國(guó)市場(chǎng)占比 23.6%。 當(dāng)海思倒下后，紫光成為“后海思”時(shí)代最被看好的國(guó)產(chǎn)芯片廠商之一。
紫光展銳也從細(xì)分領(lǐng)域——物聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)拓出屬于自己的道路。據(jù)Counterpoint最新研究報(bào)告顯示，展銳在2021年第三季度全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)占據(jù)26.8%的市場(chǎng)份額排名第二，并在LTE Cat.1芯片細(xì)分賽道上超越了高通成為全球第一。
瑞芯微是國(guó)內(nèi)音視頻主控SoC的先鋒，其產(chǎn)品以系統(tǒng)級(jí)智能應(yīng)用SoC為主，包括電源管理芯片、無(wú)線連接芯片。其芯片客戶包括索尼、華為、OPPO、vivo、華碩、海爾等，智能物聯(lián)芯片的銷售收入占所有 SoC 芯片比例從 2016 年的 12.54%上升至 2019 年上半年的 41.07%。
樂(lè)鑫科技，主要產(chǎn)品是物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi MCU SoC通信芯片及其模塊在全球市場(chǎng)份額中排名第一，占30%。目前，公司已經(jīng)建立了一個(gè)完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，連接硬件、軟件、云平臺(tái)。下游產(chǎn)品主要是智能家居、電子消費(fèi)品、傳感設(shè)備和工業(yè)控制，主要客戶有涂鴉、小米等。
晶晨股份是國(guó)內(nèi)多媒體終端SoC龍頭，是國(guó)內(nèi)極少數(shù)的電視芯片供應(yīng)商。立于2003 年，聚焦多媒體智能終端應(yīng)用處理器芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)與銷售，產(chǎn)品主要應(yīng)用于智能機(jī)頂盒、智能電視、AI 音視頻系統(tǒng)終端、無(wú)線連接及車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)等科技前沿領(lǐng)域。
富瀚微ISP芯片的ASP（產(chǎn)品單價(jià)）為0.6~0.8美元，在該領(lǐng)域?yàn)榻^對(duì)龍頭，全球市占率在60%以上。IPC SoC應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，集成ISP和編解碼模塊，未來(lái)升級(jí)方向包括超高清和智能化。
SoC的角逐之戰(zhàn)
SoC是集成電路發(fā)展的必然趨勢(shì)。在物聯(lián)網(wǎng)和智能汽車發(fā)展的時(shí)代，國(guó)內(nèi)企業(yè)更需要抓住細(xì)分領(lǐng)域。
充分利用我國(guó)經(jīng)濟(jì)調(diào)整發(fā)展和巨大市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，精心規(guī)劃，重點(diǎn)扶持，力爭(zhēng)通過(guò)10年或略長(zhǎng)一些時(shí)間的努力，充分掌握集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，提高國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的自給率。 SoC芯片發(fā)展之路任重而道遠(yuǎn)。
作者：九林
