今天小編分享的财經經驗:為什麼哲庫沒有成為海思?,歡迎閲讀。
" 我們都很看好 oppo,海思之後,中國半導體需要有終端廠商站出來,從需求端拉動整個產業鏈。" 那是 2021 年的春天,在在人聲鼎沸的 Semicon China 場館外,一位國產半導體設備廠商代表如是説。
這一年的年底,oppo 在 INNO DAY 發布會上公開了自研芯片項目的第一款產品:采用 6nm 制程的影像專用 NPU" 馬裏亞納 X";半年後,集成了自研 NPU 的藍牙音頻 SoC" 馬裏亞納 Y" 如約而至。
當時有傳聞説,哲庫首款手機 AP 芯片已經在台積電流片,手機 SoC 則有望在 2024 年底下線。
除了自產自用的蘋果 A 系列和海思麒麟芯片,中國手機品牌的 SoC 供應商只有高通和聯發科兩家,高端產品線則幾乎由高通壟斷。基于自研芯片獲得差異化的競争優勢,既是一種商業上的選擇,也是在貿易與科技競争的背景下,技術自主語境下的戰略決策。
國内手機品牌或多或少都在涉足芯片研發,但大多集中在 ISP、電源等邊緣產品線,oppo 旗下的哲庫是走的最遠的。但劇情在 2023 年急轉直下,哲庫以非常倉促的方式潦草收場,留給外界無數争議與想象。
解散之前,哲庫的人才儲備非常奢侈,包括前高通技術總監陳岩;高通中國首個智能手機 SoC 產品經理姜波;聯發科 5G 手機芯片開發高管李宗霖。
有媒體測算,包括團隊薪酬、產品流片測試、芯片代工在内的開支,哲庫已經投入了超過 100 億元。
但它并沒有成為第二個海思。
哲庫在做什麼芯片?
2019 年哲庫成立時,正值 oppo 手機業務持續下滑,自 2016 年首次拿下國產手機出貨量第一(IDC 口徑)後,到 2019 年已跌至第五。支撐銷量的中低端 A/K 系列份額下滑,衝擊高端的 Find X 系列也難言成功。
中國智能手機市場的增長在 2017 年停步,通過技術和功能上的差異化提高產品利潤率,成為了國内手機品牌的共識。
為此,國產陣營嘗試過多種差異化方案,但無論是全面屏 / 高刷屏,還是雙攝 / 三攝,來自供應商的成熟方案都會迅速普及。這讓大家意識到,只有在芯片算力為代表的手機性能上實現 " 人無我有 ",才能換取市場的定價權。這也是蘋果和華為驗證過的路徑。
2019 年,作為國產手機芯片設計标杆的海思,因為制裁原因無法獲得代工後,又給了產業鏈當頭棒喝。摔過跟頭的小米重新拾起芯片自研,vivo 和 oppo 也加入戰局,2020 年初,oppo 創始人陳明永高調宣布馬裏亞納芯片自研計劃。
馬裏亞納這個名稱取自人類已知的最深海溝馬裏亞納海溝,深度達到 11034 米。馬裏亞納計劃正式公開一年後,采用 6nm 制程的 NPU(Neural network Processing Unit)" 馬裏亞納 X" 正式發布。
一部手機裏有上百顆芯片,一般來説," 造芯 " 這個語境下的芯片指的是最核心的 SoC,它在很大程度上決定了手機的理論性能。
SoC(System on Chip)實際上是将不同功能的IP 核組裝在一顆芯片上,或者通俗理解為很多塊芯片的集合,一顆 SoC 往往集成了CPU、GPU、存儲、基帶等多個芯片。
比如蘋果在 2017 年 9 月發布 A11 Bionic 處理器,不僅集成了蘋果自研的 CPU 和 GPU,還有一塊負責 AI 加速的 NE(Neural Engine)芯片,與之類似,華為手機同年搭載的麒麟 970,也集成了一塊負責 AI 的 NPU。
蘋果 A11 Bionic 芯片架構
馬裏亞納 X 也是一塊 NPU 芯片,這顆芯片在技術層面其實非常先進,搭配其自研的 MariNeuro AI 計算單元和算法,帶來了幾乎可以傲視群雄的 18 TOPS 有效算力,以及 11.6TOPS/W 能效比。它的功能是借助強大的算力,提高手機攝影的成像質量。
曾有國外網友将搭載了馬裏亞納 X 的 OPPO Reno9 Pro+ 以及更新到 4800 萬主攝的 iPhone 14 Pro Max 的拍照效果進行對比,發現在光線充足的場景中,前者提供了更高的畫質表現。
當時,後者搭載的是 A16 Bionic 芯片,采用台積電 4nm 工藝,其 SoC 上集成了 6 顆 CPU、5 顆 GPU 和 16 個 NE。
這是哲庫的研發策略的一個縮影:如果把 SoC 理解為一塊由CPU、GPU等芯片拼成的拼圖,那麼哲庫就從 NPU 開始,一塊一塊把芯片換成自研產品,最終實現整塊 SoC 的替換。
其他中國手機品牌大多遵循着類似的路徑:vivo 在 2021 年推出了自研的 ISP(Image Signal Process)芯片 V1,ISP 用來處理影像傳感器的輸出數據,比如 AEC(自動曝光控制)、AWB(自動白平衡)、色彩校正等功能。2022 年,vivo 又推出了其迭代款 V2。
2021 年 12 月,小米也成立了芯片設計公司玄戒,陸續推出電池管理芯片澎湃 G1、快充芯片澎湃 P1、影像芯片澎湃 C1,但始終與核心芯片保持距離。
理論上來説,除過無法找到代工的海思,哲庫在技術層面已經走的非常遠了,要知道 NPU 是特斯拉自研 FSD 芯片的核心模塊之一。2021 年,oppo 因為馬裏亞納 X 的發布,首次上榜了《麻省理工科技評論》"50 家聰明公司 "。
特斯拉 FSD 架構
2022 年,哲庫又發布了第二款芯片馬裏亞納 Y,這是哲庫開發的首款 SoC 芯片,但并不搭載于手機,而是搭載于 oppo 的藍牙耳機中。除了針對音頻計算的 NPU 以外,馬裏亞納 Y 還集成了射頻、數模轉換等模塊。
其中,NPU 部分提供的 590 GOPS 算力,是當時耳機芯片中的最高算力。射頻部分依靠台積電 N6RF 工藝,在性能和移動終端最看重的功耗上,做到了無可指摘。
此後半年,圍繞哲庫下一階段產品的傳聞層出不窮,最多的説法是,哲庫的首款手機應用處理器(AP)已在台積電流片,采用最先進的 4nm 制程,有望搭配聯發科 5G 基帶上市。
所謂 AP(Application Processor)芯片,是指 SoC 中包含 CPU、GPU 在内的所有計算芯片的集成物,也就是説,如果傳聞屬實,這意味着擋在哲庫面前的只剩下了 BP(Baseband Processor)/ 基帶芯片——這是蘋果至今也未攻克的壁壘。
不久前,哲庫的首席 SoC 架構師 Nhon Quach 在社交媒體發文,表示第二代 SoC 架構設計工作,在 2022 年年中就已基本完成,原本有望在 2024 年第一季度前搭載台積電 N3P 工藝下線。換句話説,當時的哲庫距離海思已經非常接近了。
這些傳聞的真實性,目前已經無從考證,也無人再有心考證,因為哲庫夭折在了 2023 年 5 月 12 日這天。
在華為 Mate X2 成為了麒麟 90005G 芯片的絕唱、展鋭始終無法突破高端市場的背景下,伴随芯片自研在輿論裏成為科技產業的某種政治正确,哲庫之死,再一次澆滅了公眾對國產手機品牌的期待。
為什麼哲庫最終沒能更進一步?
海思不等于麒麟
2009 年,成立五年的海思決定對手機 SoC 發起第一次衝擊,推出了以公認的死亡率最高的山峰之一——喀喇昆侖山布洛阿特峰的别稱命名的 AP 芯片 K3V1 問世。
K3V1 采用 110nm 制程,相比當時主流的 65nm/45nm 制程先天落後,加上選擇了冷門的 Windows Mobile 作業系統,甚至連工程機都不願搭載 K3V1 一試。
此後三年,海思都沒有再發布過手機 SoC 相關產品,直到 2012 年,K3V1 的改進版本 K3V2 問世,采用 Arm 四核架構和 40nm 制造工藝,适用性大大提升。
不過和已經進入 28nm 制程的高通、三星相比,K3V2 仍然落後了整整一代,搭載搭載 K3V2 的華為 D1、D2 手機功耗翻車、發熱嚴重,在一連串吐槽聲中草草離場。直到 K3V2 的改進版 K3V2E 推出,海思的造芯之路才有所起色,搭載 K3V2E 的 P6,也被認為是華為智能手機的開端機型。
2014 年 6 月,華為發布榮耀 6,搭載了海思的麒麟 920 芯片,除了自研 AP 外,BP 芯片也搭載了自研的巴龍 720 ——這是海思在 K3V1 後沉寂的三年裏在手機芯片領網域的最大成果。
背靠台積電 28nm 的麒麟 920,終于讓由 4 個 A7 核、4 個 A15 核以及 1 個 i3 協處理器組成的復雜架構,得以在更低的功耗下順暢運行。
因此,直到麒麟 920 問世,海思在手機 SoC 的探索才算步入正軌。但無論是内部環境還是外部環境,海思當年擁有的,如今的哲庫都不具備。
首先,在推出 K3V1 的 2009 年,華為就已經超過諾基亞和西門子,成為僅次于愛立信的全球第二大電信設備商。這意味着華為可以通過盈利能力極強的運營商業務,為芯片的研發持續輸血。
由于這種多元化的業務體系,可以讓海思在六年的時間裏用一連串銷售上并不成功的機型為芯片試錯。而對 oppo 來説,手機業務是核心的現金流部門,難以承擔任何失敗的風險。
其次,海思并非只有手機 SoC 一條產品線,其内部有 " 大、小海思 " 之分,同時為大量的第三方終端設備商供應芯片。
因而,海思的收入結構其實非常多元,比如出貨量巨大的安防芯片。除了華為,海思自身就有相當多的現金流產品線,來報銷麒麟芯片的研發迭代費用。
在自研芯片這個語境下,很容易忽視這個關鍵前提——在啓動 SoC 研發之前,華為就已經是富可敵國的通信巨頭。
而 oppo 除了手機,真正拿得出手的可能也就只有藍牙耳機,在決定芯片銷售的核心——終端產品出貨量上,oppo 很可能還比不上已經将智能家居業務充分鋪開的小米。
這種背景下,哲庫選擇了一條更加穩妥的研發路線,如上文所説——策略上審慎,SoC 分模塊逐步擊破;戰術上大膽,上來就做難度最大的 NPU,用的是比當時的蘋果 A 系列更先進的 6nm 制程。
這樣的思路其實已經最大程度降低了芯片研發過程中的财務風險,但問題是,2019 年後全球手機市場的下滑,也許超出了 oppo 的預期。
海思集中精力攻克手機 SoC 的時間在 2009 年 -2014 年,正值智能手機迅速普及,全球滲透率從不到 15% 激增至超過 50%,市場快速洗牌。
2014 年末,搭載麒麟 925 的 Mate7 上市,踩到了 " 小屏換大屏 " 的更迭時點,再加上與 iPhone6 國行版發行打了個時間差,有 P6 驚豔眾人在前,6 英寸屏 + 金屬機身的 Mate7 大獲成功。
最終超過 750 萬台的 Mate7 銷量,将海思一度掙扎求存的手機芯片業務盤活。與之對應,哲庫入局的 2019 年,手機市場的衰退已成定局,2020 年短暫抬頭之後,手機市場在 2022 年快速下滑,2023 年第一季度,全球智能手機出貨量跌幅達到 13%(Canalys 口徑)。
所以,相比海思多元化的營收結構,哲庫的市場規模天花板,實際上就是 oppo 終端產品的出貨量,更何況幾乎所有中國手機品牌的出貨量都在下滑。
哲庫原地解散後,有知乎網友給哲庫算了筆賬,按照 oppo 所説,由于在制程上非常激進,馬裏亞納 X 總投資至少三十億人民币起步,按照估算目前搭載機型不到 300 萬台來算,攤薄到每台手機上增加的成本在 1000 元人民币以上。
馬裏亞納 Y 情況好些,但分攤到每部藍牙耳機上的成本提升也到了 200 元人民币左右。當蘋果都開始打價格戰的現在,如此幅度的成本提升,對于主營業務處于下滑的 oppo 來説,自然是難以承受之重。
另外,自研芯片為 oppo 的終端銷售帶來了多少增量,或許也存在疑問。2022 年第一、第二季度,首次搭載馬裏亞納 X 系列的 Reno 和 Find X 相繼推出,但 oppo 在第二季度高端市場的份額卻同比縮水近 5%(Counterpoint 口徑),全年,oppo 整體手機出貨量更是下降了 27%,超出整體市場 14% 的下滑。
總結來説,僅從芯片設計這件事上,Zeku 已經在戰略、戰術上選擇了最好的打法,成果不可為不多。但造芯片,也需要考慮歷史的進程。
留給哲庫的時間和機會視窗,比當年的海思要少了太多。
手機并不是全部
2022 年 11 月,高通舉行财報電話會議,在 " 樂觀預期市場復蘇 " 的例行公事後,首席财務官 Akash Palkhiwala 首次透露,高通手機芯片在三星 Galaxy S22 中的占比從 75% 的份額上升至 100%。
在此之前,在面向韓國、歐洲等地區的 S22,都搭載三星自研高端手機芯片 Exynos 990,剩餘地區則采用高通骁龍芯片。這進一步坐實了從這一年年初傳言至今的傳聞——三星将放棄 Exynos 高端芯片的研發。
從 2010 年至今,能夠在手機 SoC/AP 領網域對高通、聯發科帶來衝擊的終端廠家,僅剩蘋果一家。如果説海思有太多復雜的外部因素腳力,那麼三星自研芯片從輝煌到墜落,更多證明了手機 SoC 的飯不是那麼好吃的,高通和聯發科多年建立的護城河,一不小心就會淹死人。
把持全球手機市場份額第一多年、壟斷全球存儲器市場的三星,手機芯片自研之路一度暢通無阻。2010 年發布的首款智能手機 Galaxy S 系列,搭載的蜂鳥 S5PC110 處理器(後改名為 Exynos 3 Single 3110)面對當時的主流芯片——高通 QSD8x50、德州儀器 OMAP3630,性能都不落下風,讓三星直接跻身主流移動 SoC 廠商。
2012 年,三星推出首款四核芯片 Exynos 4412,戰果是 Galaxy S3 發售 100 天内銷量突破 2000 萬部,超過 iPhone4S 成為 2012 年第三季度最高銷量的手機,後續的 Exynos 7420 一度成為 " 安卓 SoC 性能之王 "。
面對主流的 Arm 架構設計難以滿足三星對性能的激進追求,三星開始着手開發自研架構,并以環蛇(Krait)(高通的芯片架構)的天敵貓鼬(Mongoose)為其命名,對高通的挑釁溢于言表。
然而,采用自研架構的芯片迭代了四代,能耗比問題一直難以解決。最後一顆自研架構的 Exynos 990,甚至被歐洲的三星手機消費者聯名要求更換為骁龍芯片。
十幾年過去,真正能夠在 SoC 上建立壁壘也就只有蘋果——還是在依賴高通的基帶芯片的情況下。
根據 Counterpoint 的口徑,2022 年第三季度,聯發科和高通仍然位居全球智能手機 AP/SoC 市場份額前二,蘋果和三星則以 16% 和 7% 艱難啃下 23% 的市場,海思市場份額已經清零。
同時,随着晶圓制造進入 3nm 深水區,無論是芯片架構還是制程,為 SoC 帶來的性能進步也越來越低。在先進制程上走得最遠、和台積電關系最為緊密的蘋果,其在 iPhone 14 Pro 上搭載的 A16 仿生處理器,就被吐槽與上一代 A15 性能上相差無幾。
無論是終端品牌在 SoC 的折戟,還是產業鏈上遊窮盡辦法給摩爾定律續命,都在陳述一個事實:面對技術瓶頸和市場衰退,手機 SoC 不再是那麼好的賽道了。
在這個背景下,即便對芯片自研懷揣再多的理想主義,也需要在商業上反復權衡。
哲庫從 NPU 做起,背後考量就很深遠。NPU 作為 SoC 芯片上的模塊,并不那麼在意是被裝在手機 SoC 還是汽車 SoC 上,豐富的應用場景意味着大幅攤薄的風險。
實際上,在一些專用芯片的場景裏,市場正在擴張。最典型的就是 AI 和雲計算,華為把 NPU 集成到手機 SoC 上之後,又把 NPU 集成到了其最新模型訓練 AI 芯片昇騰上,在馬裏亞納 X 發布前夕,還有傳聞稱 oppo 計劃借 NPU 切入汽車賽道。
另外,哲庫就地解散後,被奉為談資之一的便是產業鏈上各家 HR 争搶人才,除了芯片設計公司外,幾家國產無人機、安防、智能駕駛領網域的巨頭,據説也加入了搶人大戰。這也從側面顯示,芯片模塊在不同應用中的通用性。
只可惜,哲庫還沒來得及向其他市場布局回血,便死在了這場前所未有的消費電子寒冬之中。但它起碼嘗試了,從核心模塊入手突破,在細分市場建立影響力,或許是飄搖不定的外部環境下,國内終端芯片更為穩妥、可靠的路徑。
尾聲
作為整個消費電子產業附加值最高的環節之一,無論是 SoC 還是廣義的芯片,從零到一都是一項系統性工程,大規模的資本開支、配套的軟體開發能力、以第三方開發者為核心的生态建設、產業鏈上下遊的整合能力、以及整個終端產品的市場影響力缺一不可。
強如蘋果,開山之作 A4 芯片也曾被嘲諷 " 套殼三星 "。英偉達的 Tegra、三星的 Exynos 和英特爾的 Atom 都曾是失敗者。
而短短存在 4 年的哲庫面對的現實更加殘酷:既沒有英特爾的技術、專利積累,又沒有蘋果、三星強大現金流支撐的研發投入,在這個天下大勢已定、整體市場萎靡不振的賽道,又能如何争取生存的空間?
國產替代确實不可懈怠,但沒有什麼犧牲是理所當然的,大雪封山時,活下來,比攀得更高,更接近勝利者的姿态。
2022 年 2 月,Find X5 產品發布會上,Find 產品線總裁李傑曾表示,由于馬裏亞納 X 的調教工作量指數級增加,在 Find X5 Pro 上的開發程度只達到 30%,還需要更多時間才能讓其發揮其 100% 的效用。
時至今日,馬裏亞納 X 是否完成了全部的開發,我們不得而知。但哲庫不在了,人才和經驗的積累卻将成為下一步攀登的基石,鼓勵後來者再次向芯片設計的巅峰衝擊,曾經的海思如是,現在的哲庫如是。
編輯:李墨天
視覺設計:疏睿
責任編輯:李墨天
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