手机厂商为何“芯”事重重？

　　近日，有消息称联发科无线通讯事业部总经理加入OPPO，在手机芯片部门任职，引起外界对于OPPO手机芯片研发力度和进度的探讨。“造芯”是技术、人才、资金密集型产业，却挡不住手机厂商接连“跳坑”的决心。无论是全球出货量位居前列的三星、苹果，还是国内的“华米OV”，都在推进移动芯片的自研或合作研发。手机厂商为何“芯”事重重？“造芯”的主要难点在哪里，又将为手机厂商带来哪些值得付出高额人力物力的利好？

　　OPPO踏入“马里亚纳”

　　OPPO引起外界对于自研芯片的猜测，可以追溯到2017年。根据国家企业信用信息公示系统，2017年11月，OPPO创始人及CEO陈明永成为雄立科技投资人，而雄立科技的核心业务是设计并销售高性能、低功耗的超大规模集成电路芯片、IP以及嵌入式系统。同年12月16日，OPPO出资300万元成立了上海瑾盛通信科技。2018年9月，瑾盛通信在经营范围增加了集成电路芯片设计及服务等项目。由于2017年小米发布了澎湃S1，OPPO投资半导体公司并成立一家从事通信技术和芯片设计的企业，也被视为将竞争能力向上游延伸的信号。

　　2019年，OPPO在欧盟知识产权局申请商标“OPPO M1”，注册类别为手机芯片及多核处理器芯片。后来OPPO向媒体回应称M1是一款在研协处理器。在1个月后的OPPO未来科技大会上，陈明永表示未来三年OPPO总研发投入将达500亿元，主要关注前沿技术，包括底层硬件核心技术以及软件工程和系统能力。今年2月，OPPO在内部文章中，宣布了芯片研发计划“马里亚纳”。

　　值得注意的是，OPPO还积极参与了5G领域的专利布局，且保持了较快的专利增长速度。据日本技术贸易株式会社统计，截至5月17日，OPPO在全球5G标准专利族声明者中排名第九，5G标准专利族声明量已经达到980族，而不足半年前，这一数字还只有647。对5G标准的参与和专利布局，将为OPPO在5G时代的“造芯”计划带来更多的主动权。

　　马里亚纳海沟的最深处是已知海洋的最深处，这样一个“深不见底”的命名，多少传达出OPPO对于自研芯片周期之长、难度之大的估量。

　　集邦咨询分析师姚嘉洋指出，无论是华为、三星或是苹果，都在自有处理器的开发上，花费了至少七八年的时间才有今天的成果，所耗费的人力、资金与物力十分惊人。OPPO若要组建一支手机处理器研发团队，恐怕需要五六百人以上的研发团队，购入相关的硅智财与EDA工具。若没有决心投入至少三至五年左右的时间，恐怕投入的成本无法有效回收，这对于公司经营是不小的负担。

　　业内专家向记者表示，资金不是自研芯片最关键的问题，技术、专业人才、完备有效的网络和仪表调测支持才是关键要素。

　　“OPPO造芯有利于国内人才培养，是一件好事。从工程角度，在有效的市场时间窗口内，做出真正稳定可靠，足以支持其手机稳定商用的量产芯片，难度不小，先致以祝福。”该专家向记者表示。

　　手机芯片设计到底难在哪儿

　　手机厂商自研芯片以芯片设计为主。在很长一段时间，都有观点认为芯片设计相对晶圆制造并没有那么困难，尤其在市面上已经有一些成熟的IP或架构可以采纳的情况下。对此，业内专家向记者表示，因为Fabless不涉及芯片的制造和封装测试，就认为设计难度不大或门槛不高，是非常错误的。

　　“同样是蜂窝移动通信芯片的设计，有的芯片可以卖200多美元，如高通最新的5nm 5G多模手机芯片，有的只能卖几十个美分，如NB-IoT芯片。这和设计复杂度强相关，而且难度是非线性增加的。”该专家向记者表示。

　　专家指出，计算类芯片相对容易，但仅仅是相对，因为ARM等公司已经有了成熟的IP和参考设计，大多数情况下，芯片设计方买来IP和参考设计，像搭建乐高一样组合起来形成产品，通过优化力度形成性能差异。但无线通信类芯片的最大难度在于通信物理层和协议栈的设计，要做到功能完备，性能完善，与所有网络侧设备的互联互通一致性，以及与其他芯片平台终端的良好互通，需要极其复杂的设计和测试验证，包括海量的实验室测试和外场测试，产品稳定周期多以年来计。

　　“对应的通信技术标准，其文本大多只规定所要实现的结果和状态，但对于实现方法和细节缺乏指引，‘know how’才是通信类芯片企业的核心竞争力与价值所在，也是新入局者最大的门槛所在。”该专家指出。

　　在5G时代，先进制程和SoC越来越成为旗舰手机的标配。一方面，先进制程让手机可以集成更多功能，也提升了设计和验证的复杂度；另一方面，SoC对于芯片设计的模块集成和系统整合能力提出要求。同时，5G手机基带要对3G、4G进行兼容，要形成竞争优势，还要与自家手机产品的软件生态进行适配，性能、功耗上也不能落后于主流芯片，可谓困难重重。

　　“基带芯片技术难度大，更重要的是专利问题。像CDMA专利绝大多数被高通把持，所以设计芯片就需要获得高通授权，能设计全网通芯片的企业只有高通、海思、三星和被授权的联发科等少数几家企业。手机厂商要造芯成功，要解决专利问题，要有强大的研发团队，不断积累自己的专利。”赛迪顾问高级分析师吕芃浩向记者表示。

　　手机厂商为何“偏向虎山行”

　　为什么明知手机芯片自研是一块难啃的大骨头，手机厂商还是接连“跳坑”？其实，从手机出货量中不难看出，自研芯片已经成为手机差异化竞争的亮点。当前手机出货量全球排名前三的三星、华为、苹果，都具备手机芯片甚至基带芯片的自研能力。

　　简单来说，自研芯片能带给手机厂商多方面的利好。一是提升品牌溢价能力；二是能够通过软硬件一体化提升手机性能，形成差异化能力，如果同一批上市的手机只能使用高通或联发科的最新芯片，就只能在摄像、屏显等少数领域寻找差异化卖点，这对于已经呈现红海竞争的智能手机领域来说并非长久之计；三是能够更自由地安排上市时间，不需要根据芯片厂商的量产时间、产品路线来规划自己的产品，更好地占据市场主动权。

　　在芯片自研上，手机厂商可谓几家欢乐几家愁。三星凭借IDM厂商模式保障了芯片自研能力，而苹果、华为则通过提早布局、多年研发、具备首创性技术等优势，在自研芯片站稳脚跟。

　　苹果在20世纪90年代就开始了对芯片研发的投资，并与Acorn、VLSI共同成立ARM，为掌上电脑Newton开发计算平台。2008年，苹果在前三代iPhone产品采用定制化芯片的基础上，成立了芯片自研团队，在2010年推出首款自研SoC A4，之后保持了一年一代SoC的更迭速度。华为本身是做通信技术和通信设备出身，在通信领域有着深厚的专利积累，且在2003年左右进军手机市场，2004年左右就启动了对手机芯片的研发，至2013年推出全球首款四核SoC，已经有了九年左右的技术积累。

　　基于先发优势和多年的研发投入，苹果、华为的自研芯片不仅在性能、功耗、制程上满足市场需求，还通过首创性技术形成了差异化竞争能力——例如苹果在2013年率先推出了64位手机处理器A7，华为于2017年推出首款首款内置NPU的AI处理器麒麟970——在部分领域实现了对移动芯片的引领。

　　小米旗下的松果电子也在2017年推出了自研处理器澎湃S1，并搭载在小米5C。但是，这款芯片并没有覆盖小米的其他机型，后续版本也反复跳票，至今未能推出。从定位来看，澎湃S1采用28nm制程，同年推出的苹果A11、麒麟970已经用上10nm，澎湃S1并没有瞄准高端市场。但在中低端市场，仅小米5C一款机型的销量，难以收回芯片研发成本，也不符合中低端机型薄利多销的策略。随着小米的发展战略从围绕手机走向“手机+AIoT”双核心，松果电子部分团队也拆分组建为大鱼半导体，从事AIoT芯片研发。近日，有消息称小米将于联发科合作定制芯片，而此前Vivo也曾与三星合作研发Exynos 980，Vivo基于终端消费者的用户需求数据，可以在芯片设计阶段就反馈给三星，对芯片进行优化。据悉，双方的合作研发让芯片的上市时间缩短了2-3个月。

　　合作研发能在一定程度上加快产品上市时间，并在芯片设计阶段反应手机厂商的需求，但依然对手机厂商的人才、研发投入提出要求。Vivo芯片技术规划中心高级总监李浩荣表示，在与三星的合作中，Vivo投入了500多名专业研发工程师，历时10个月，将积累的超过400个功能特性无形资产补充到了三星平台。可以说，“造芯”没有捷径，无论自研还是合作定制，人才、研发、资金都是入行的硬指标。手机厂商有“跳坑”的勇气已经不易，但更重要的是如何保持长期的持续性投入，真正取得突破性进展，让“造芯”从“深坑”变成手机厂商站得更高、走得更远的垫脚石。（记者 张心怡）

　　 转自：中国电子报