前些天,在一次行業(yè)峰會(huì)上,中國(guó)信息通信研究院副總工程師史德年表示:中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)核心芯片國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到23.6%,此外,國(guó)內(nèi)手機(jī)的國(guó)產(chǎn)屏幕占比穩(wěn)步提升,達(dá)到67.5%。
目前,國(guó)產(chǎn)手機(jī)已經(jīng)在中高端市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟,在2000~4000元的中端智能手機(jī)中,國(guó)產(chǎn)手機(jī)占比已達(dá)到90%~100%,在4000元以上的高端市場(chǎng)上,國(guó)產(chǎn)手機(jī)占比也從4年前的1.8%,提升至2018年的33.5%。
在此基礎(chǔ)上,史德年表示,智能手機(jī)核心芯片的國(guó)產(chǎn)化率,從2014年的11.9%,提升到了2018年的23.6%,增長(zhǎng)了一倍。
實(shí)際上,以上提到的智能手機(jī)核心芯片,主要就是指處理器,包括基帶和AP(應(yīng)用處理器)。
目前,中國(guó)大陸地區(qū)的手機(jī)處理器廠商主要包括兩家:一是華為海思,其研發(fā)的芯片都是供給自家手機(jī)的;另一家就是紫光展銳,其芯片主要針對(duì)中低端、高性?xún)r(jià)比的手機(jī)應(yīng)用。而史德年提到的中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)核心芯片國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到23.6%,主要就是由這兩家廠商貢獻(xiàn)的,而它們的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,是來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科和美國(guó)高通公司。
國(guó)金證券研究創(chuàng)新中心的數(shù)據(jù)顯示,2018下半年,華為海思率先使用臺(tái)積電7nm制程工藝推出了麒麟980芯片,在此基礎(chǔ)上,華為持續(xù)拉高其海思智能手機(jī)芯片自用比重,第四季度達(dá)78%(2018年前三季度為71%~73%),這使得海思在去年第四季度手機(jī)芯片出貨量環(huán)比增長(zhǎng)了23%,并一舉超越聯(lián)發(fā)科,拿下中國(guó)國(guó)內(nèi)智能手機(jī)主芯片23%的市場(chǎng)份額。而前文提到,中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)核心芯片國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到23.6%。可見(jiàn),其主要貢獻(xiàn)者就是華為海思,特別是麒麟980芯片。
圖1:全球主要手機(jī)芯片廠商2018年四個(gè)季度在中國(guó)市場(chǎng)的市占率(從左至右分別為第一、二、三、四季度)
除了采用自家的麒麟處理器之外,華為手機(jī)也采用高通和聯(lián)發(fā)科的產(chǎn)品。而隨著其自給率的提升,聯(lián)發(fā)科在不斷流失來(lái)自華為手機(jī)的處理器芯片訂單,從2018年第三季度的8%下滑至第四季度的6%,此外,聯(lián)發(fā)科也是OPPO手機(jī)處理器的主要供應(yīng)商,也在下滑,從去年第三季度的57%降至第四季度的39%。
而隨著海思麒麟處理器的崛起,高通在中國(guó)的市場(chǎng)份額也在下滑。因?yàn)槲丛谌ツ甑谒募径韧瞥?nm手機(jī)SoC,再加上失去蘋(píng)果手機(jī)基帶芯片訂單(目前已經(jīng)恢復(fù)供應(yīng)),除了在OPPO手機(jī)中的芯片份額仍有斬獲外(從去年第三季度的43%增長(zhǎng)至第四季度的61%),高通在華為,vivo、小米、蘋(píng)果智能手機(jī)中的芯片份額幾乎是在同步下降。國(guó)金證券的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示:高通去年第四季度在中國(guó)的手機(jī)芯片出貨量環(huán)比下降4%,這種狀況在今年上半年也有延續(xù)。
圖2:四家芯片在各品牌手機(jī)份額的變化
紫光展銳方面,從圖2可以看出,在國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng),其處理器芯片主要應(yīng)用于小米和vivo。雖然其市占率只有1%左右,與海思的23%差距較大,但由于其由低向高、穩(wěn)扎穩(wěn)打的穩(wěn)健發(fā)展策略,使得處理器芯片性能和功能不斷完善和提升,市場(chǎng)認(rèn)可度也在提升,在巨大的中國(guó)手機(jī)市場(chǎng),其發(fā)展前景是值得期待的。
麒麟980誕生記
在手機(jī)處理器方面,從2009年,海思推出第一款面向公開(kāi)市場(chǎng)的K3處理器開(kāi)始,一直到2018年推出麒麟980,華為海思花了10年的時(shí)間,僅麒麟980項(xiàng)目研發(fā)耗資就超過(guò)3億美元,其在2015年立項(xiàng),包括聯(lián)合臺(tái)積電進(jìn)行7nm工藝研究、定制特殊基礎(chǔ)單元和構(gòu)建高可靠性IP、SoC工程化驗(yàn)證,最終定型、量產(chǎn),前后投入36個(gè)月,1000多名半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與工藝專(zhuān)家,5000多塊工程驗(yàn)證開(kāi)發(fā)板。
另外,在手機(jī)處理器研發(fā)方面,華為海思與三星、蘋(píng)果有所不同,后兩者設(shè)計(jì)芯片的重點(diǎn)是應(yīng)用處理器,而海思則更看重核心技術(shù)——基帶的研發(fā)。因?yàn)榛鶐酒锹?lián)系電信設(shè)備與手機(jī)的紐帶,而目前市場(chǎng)上雖然半導(dǎo)體IP很多,但要想買(mǎi)到手機(jī)基帶IP事比登天,要買(mǎi)也只能從高通那里買(mǎi)現(xiàn)成的基帶芯片,可見(jiàn)其研發(fā)難度之高,蘋(píng)果與高通的官司,相爭(zhēng)的核心點(diǎn)就是基帶。而要自己搞研發(fā)、創(chuàng)新,就需要大量的投入,特別是基礎(chǔ)性芯片研究。
2017年,華為研發(fā)費(fèi)用高達(dá)897億人民幣,大大超過(guò)蘋(píng)果和高通。過(guò)去10年,華為投入的研發(fā)費(fèi)用超過(guò)4000億元,位居世界科技公司前列。
下面看一下麒麟980是如何誕生的。
2004年10月,華為創(chuàng)辦了海思公司,它的前身是華為集成電路設(shè)計(jì)中心,正式開(kāi)啟了華為的手機(jī)芯片研發(fā)之路。
2009年,海思推出了第一款面向公開(kāi)市場(chǎng)的K3處理器,其定位與當(dāng)時(shí)的展訊、聯(lián)發(fā)科一起競(jìng)爭(zhēng)山寨市場(chǎng),但并沒(méi)有用在華為自己的手機(jī)里。
2010年,蘋(píng)果自研的A4處理器用在了iPhone 4上,并取得了巨大的成功,這在一定程度上啟發(fā)了海思,于2012年推出了K3V2處理器,這一次用在了自家手機(jī)中,而且是旗艦機(jī)型。
之后,海思推出了第一款SoC——麒麟910,它第一次集成了海思自研的基帶Balong710。
海思后來(lái)推出的每一款麒麟系列處理器,都會(huì)配置在當(dāng)時(shí)的華為手機(jī)中,如麒麟910T用在了華為P7當(dāng)中,還有后來(lái)的Mate7和麒麟925,P8和麒麟935,Mate 9和麒麟960,Mate 10和麒麟970,以及麒麟980,而最新的麒麟985也呼之欲出,很可能在年底就會(huì)與我們見(jiàn)面。
2013年,華為收購(gòu)了德州儀器OMAP芯片在法國(guó)的業(yè)務(wù),并以此為基礎(chǔ)成立了圖像研究中心。從麒麟950開(kāi)始,海思的SoC中開(kāi)始集成自研的ISP模塊,這使得華為海思可以從硬件底層來(lái)優(yōu)化照片處理。
決定手機(jī)相機(jī)畫(huà)質(zhì)的并不是攝像頭的像素,而是圖像處理器和算法。從P9開(kāi)始,華為已經(jīng)躋身全球手機(jī)拍照的第一陣營(yíng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),P9系列銷(xiāo)量超1200萬(wàn)部,自研ISP發(fā)揮了重要作用。
海思芯片經(jīng)過(guò)數(shù)代的發(fā)展,特別是在麒麟960之后,進(jìn)步顯著,其諸多性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了高通驍龍等旗艦芯片的性能指標(biāo)。
而真正引爆市場(chǎng)的就是海思于2017年推出的麒麟970。麒麟970是華為首個(gè)人工智能移動(dòng)計(jì)算平臺(tái),也是業(yè)界首個(gè)集成NPU硬件單元的移動(dòng)處理器,包含8核CPU、12核GPU、雙ISP、LTE Cat18 Modem以及HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)。麒麟970基于臺(tái)積電10nm工藝,集成了55億個(gè)晶體管,功耗降低了20%。相比于傳統(tǒng)的智能手機(jī)芯片,麒麟970在處理用戶(hù)需求、指令時(shí),可以用更高的能效比、更快的速度、更短的時(shí)間來(lái)完成任務(wù),為用戶(hù)節(jié)省更多的時(shí)間。
2018年,華為正式迎來(lái)了麒麟980,性能比麒麟970又有了顯著的提升。麒麟980是全球首個(gè)采用臺(tái)積電7nm制程的手機(jī)芯片,集成了69億個(gè)晶體管,性能和能效得到了全面提升。對(duì)比麒麟970,其性能提升75%,能效提升58%。
不只是處理器芯片
手機(jī)里用到的芯片很多,主要部分可分為:處理器(基帶+AP),存儲(chǔ)器(DRAM和NAND Flash),電源管理,以及RF前端芯片。另外,還有Wi-Fi和生物識(shí)別芯片等。
圖3:智能手機(jī)中的主要芯片
而以上這些主芯片,大部分市場(chǎng)都被非中國(guó)大陸的國(guó)際大廠把持著,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品很少能打入幾大品牌手機(jī)供應(yīng)鏈。
這一狀況似乎在悄然發(fā)生著改變。前文談到,華為海思的手機(jī)處理器芯片占據(jù)了本土供應(yīng)鏈23%的市場(chǎng)份額,在此基礎(chǔ)上,該公司自行研發(fā)的電源管理、協(xié)處理器、Wi-Fi等芯片正在積蓄力量,且已經(jīng)在成熟產(chǎn)品當(dāng)中應(yīng)用了。
以最近營(yíng)銷(xiāo)火爆的華為P30為例,該手機(jī)的處理器SoC依然是麒麟980,此外,我們看到,其內(nèi)部多款主芯片,都是由海思自行研發(fā)的,特別是電源管理和RF、Wi-Fi部分,海思通過(guò)多年的技術(shù)積累,產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了成熟的程度,具體到P30,其用到了編號(hào)為Hi6421和Hi6422的電源管理芯片,編號(hào)為Hi6H01S和Hi6H02S的LNA(低噪放),編號(hào)為Hi6363的RF收發(fā)器,以及編號(hào)為Hi1103的Wi-Fi/藍(lán)牙芯片。
以上這些海思自研的芯片在P30所有主芯片BOM成本當(dāng)中的比重可以說(shuō)是前所未有的,相信這也是國(guó)內(nèi)其它幾家品牌手機(jī)在短期內(nèi)很難達(dá)到的。
而手機(jī)廠商自研芯片也在成為一種趨勢(shì),除了華為之外,小米的芯片團(tuán)隊(duì)也在積蓄力量,但目前的發(fā)展情況似乎不太順利。此外,有消息稱(chēng)OPPO也在組建手機(jī)芯片團(tuán)隊(duì)。而國(guó)外的蘋(píng)果和三星的手機(jī)芯片研發(fā)實(shí)力已經(jīng)非常成熟,也一直是我們學(xué)習(xí)和追趕的目標(biāo)。
差距依然很大
一部智能手機(jī)中,除了以上提到的主芯片之外,還包括攝像頭芯片、顯示/觸控芯片、指紋識(shí)別芯片等。另外,部分智能手機(jī)也會(huì)搭載專(zhuān)用的音頻芯片、用于圖像處理的DSP芯片、虹膜識(shí)別芯片、感光芯片、協(xié)處理芯片等。
國(guó)外芯片供應(yīng)商在主要手機(jī)芯片領(lǐng)域,例如SoC、存儲(chǔ)、射頻、攝像頭等,處于領(lǐng)導(dǎo)或領(lǐng)先位置。中國(guó)在處理器以外的芯片方面的自給率還很低。
國(guó)內(nèi)手機(jī)芯片相關(guān)的從業(yè)公司中,從行業(yè)影響力來(lái)看,僅少數(shù)公司在部分領(lǐng)域取得了突破,例如海思的麒麟芯片、匯頂?shù)闹讣y識(shí)別芯片等,多數(shù)公司仍扮演著各自領(lǐng)域的中低端產(chǎn)品或服務(wù)供應(yīng)商的角色,整體上與業(yè)界先進(jìn)水平差距較大,這些公司在技術(shù)和資金密集的半導(dǎo)體行業(yè)的激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中謀求發(fā)展的難度也較大。它們的整體實(shí)力相對(duì)薄弱,追趕國(guó)際先進(jìn)水平任重道遠(yuǎn)。
另外,國(guó)內(nèi)多數(shù)手機(jī)芯片廠商起步較晚,業(yè)務(wù)起始于國(guó)際廠商逐步放棄的中低端市場(chǎng),這決定了它們?cè)谑袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中必須采取薄利多銷(xiāo)的策略,價(jià)格戰(zhàn)成為最常用的手段。低端產(chǎn)品、低價(jià)、低毛利,這樣的商業(yè)模式不利于在芯片行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
除了要提升自身研發(fā)實(shí)力之外,本土的手機(jī)芯片廠商也需要更多的機(jī)會(huì),而隨著我們不愿意看到的貿(mào)易壁壘高起,客觀上給本土芯片廠商提供了更多的發(fā)展空間和機(jī)會(huì)。而隨著手機(jī)廠商越來(lái)越深地向芯片領(lǐng)域滲透,以及本土越來(lái)越多的模擬芯片創(chuàng)業(yè)公司崛起,特別是手機(jī)RF前端PA、濾波器等廠商的涌現(xiàn),以及以長(zhǎng)江存儲(chǔ)和合肥長(zhǎng)鑫為代表的本土存儲(chǔ)器廠商產(chǎn)品的成熟與量產(chǎn),將會(huì)進(jìn)一步提升本土手機(jī)芯片的市占率,爭(zhēng)取更多的主動(dòng)權(quán)。
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