5月22日晚間,小米在北京召開了主題為“新起點(diǎn)”的“小米戰(zhàn)略新品發(fā)布會(huì)”,正式發(fā)布了國內(nèi)首款3nm旗艦SoC芯片——玄戒O1,并且新推出的旗艦機(jī)小米15SPro、小米平板7 Ultra也將全面搭載玄戒O1,足見小米對于這款芯片的看好。至此,小米也成為了繼蘋果、三星、華為之后的全球第四家、國內(nèi)第二家擁有自研旗艦手機(jī)SoC芯片的智能手機(jī)廠商。令人意外的是,小米還推出了旗下首款4G手表芯片玄戒T1,實(shí)現(xiàn)了自研基帶芯片上的突破。
小米CEO雷軍在發(fā)布會(huì)上非常興奮地表示:“玄戒O1和玄戒T1的成功推出,標(biāo)志著小米具有了全棧的芯片設(shè)計(jì)能力。”
臺(tái)積電N3E制程,190億顆晶體管
作為一款旗艦級(jí)SoC,玄戒O1采用了臺(tái)積電第二代3nm制程工藝N3E,這也是目前的旗艦SoC——高通驍龍8至尊版和聯(lián)發(fā)科天璣9400所采用的制程工藝。
相比臺(tái)積電第一代的3nm制程工藝N3,N3E修復(fù)了N3上的各種缺陷,設(shè)計(jì)指標(biāo)也有所放寬,對比N5同等功耗性能提升15-20%、同等性能功耗降低30-35%,邏輯密度約1.6倍(相比原計(jì)劃的N3略有降低),芯片密度約1.3倍。根據(jù)臺(tái)積電披露的數(shù)據(jù)顯示,N3E相比N3將帶來5%左右的性能提升。
得益于臺(tái)積電N3E制程的加持,玄戒O1的晶體管數(shù)量達(dá)到了190億顆,雖然低于同樣基于N3E制程的天璣9400的291億顆晶體管,但是玄戒O1并未在SoC內(nèi)集成基帶(Modem),而天璣9400則是集成了5G基帶的,這或許是為何玄戒O1晶體管數(shù)量比天璣9400少的關(guān)鍵。從芯片面積來看,玄戒O1的面積為109mm2,而天璣9400面積約為124.1mm2。
雖然目前美國政府一直在限制國內(nèi)先進(jìn)制程制造能力,不過未在“實(shí)體清單”限制之內(nèi)的國產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)廠商的非AI類芯片依然是可以通過臺(tái)積電、三星等海外晶圓廠利用先進(jìn)制程工藝進(jìn)行代工的。因?yàn)樵撓拗浦饕槍?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/AI%E8%8A%AF%E7%89%87/">AI芯片,汽車芯片、消費(fèi)類芯片目前并未受到限制。
根據(jù)2025年1月15日美國BIS最新公布的限制規(guī)則,使用“16/14納米節(jié)點(diǎn)”或以下先進(jìn)制程,或使用非平面晶體管架構(gòu)生產(chǎn)的任何邏輯IC,并且其封裝內(nèi)“聚合近似晶體管計(jì)數(shù)”超過限制的管數(shù)量(如出口、再出口或國內(nèi)轉(zhuǎn)讓年份所規(guī)定)的物品,或者如上所述,“前端制造商”或“OSAT”(外包半導(dǎo)體封裝和測試)公司無法確認(rèn)最終包裝物品的“聚合近似晶體管計(jì)數(shù)”,則假定該物品為3A090.a規(guī)則下的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品,即會(huì)受到出口管制。
除非滿足以下三個(gè)條件:
(a)最終封裝IC的“聚合近似晶體管數(shù)量”低于300億個(gè)晶體管,或
(b)最終封裝的IC不包含高帶寬存儲(chǔ)器(HBM),并且最終封裝的集成電路的“聚合估計(jì)晶體管數(shù)量”在2027年完成的任何出口、再出口或轉(zhuǎn)移(國內(nèi))中低于350億個(gè)晶體管;或
(c)2029年或之后完成的任何出口、再出口或轉(zhuǎn)讓(國內(nèi))400億個(gè)晶體管。則這克服了ECCN 3A090.a中規(guī)定的IC的假設(shè)。
簡單來說就是,如果一款芯片最終封裝的晶體管數(shù)量超過300億個(gè)晶體管(2029年之后放寬到400億個(gè)晶體管),封裝內(nèi)含高帶寬存儲(chǔ)器(HBM)導(dǎo)致晶體管超過350億個(gè)就會(huì)受限,其他則不受限。
顯然,小米的玄戒O1只是一款消費(fèi)類旗艦SoC芯片,并且晶體管數(shù)量也只有190億顆,并不受美國出口管制政策的限制,當(dāng)然是可以交由臺(tái)積電3nm制程進(jìn)行代工。
根據(jù)小米的說法,目前玄戒O1已經(jīng)大批量量產(chǎn)。而對于臺(tái)積電來說,其利用3nm制程為小米代工玄戒O1之前應(yīng)該也通過內(nèi)部的法務(wù)與美國BIS進(jìn)行過確認(rèn)的。畢竟,臺(tái)積電也不想剛為一個(gè)新客戶代工芯片,這個(gè)客戶就被禁了。
“2+4+2+2”十核CPU架構(gòu),多核性能超越天璣9400
雖然自聯(lián)發(fā)科天璣9300以來,旗艦手機(jī)SoC都開始轉(zhuǎn)向了全大核架構(gòu),并且基本都是8核心。但是,玄戒O1則選擇了8個(gè)大核和2個(gè)小核的“2+4+2+2”十核心四叢集架構(gòu),在提升性能的同時(shí),也希望進(jìn)一步控制功耗。
具體來說,玄戒O1的CPU核心是2個(gè)3.9GHz Arm Cortex-X925超大核、4個(gè)主頻3.4GHz的Cortex-A725大核、2個(gè)主頻1.9GHz的Cortex-A725能效大核、2個(gè)1.8GHz?Cortex-A520能效小核。
值得一提的是,聯(lián)發(fā)科天璣9400雖然只配備了一個(gè)Cortex-X925超大核,但其主頻也只有3.62GHz。據(jù)芯智訊了解,玄戒O1的兩個(gè)Cortex-X925超大核之所以能實(shí)現(xiàn)3.9GHz的主頻,主要得益于對CPU內(nèi)部鏈路的持續(xù)優(yōu)化,包括自研了邊緣供電技術(shù)、自研了480個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元、自研了高速寄存器等。
根據(jù)小米公布的數(shù)據(jù)顯示,玄戒O1在GeekBench測試中,單核性能達(dá)到3008分,多核性能則達(dá)到了9509分。
作為對比,在Geekbench 6.2的測試中,蘋果A18 Pro單核成績約為3400分左右,多核成績約為8500分左右。
雖然在發(fā)布會(huì)上,小米并未將玄戒O1與其他的競品對比。但是,通過查詢Geekbench數(shù)據(jù)庫不難看到,驍龍8至尊版單核成績約為3200分左右,多核成績約為10,400分左右;天璣9400單核成績約為2900分左右,多核成績約為9200分左右;高通驍龍8 Gen3單核成績約為2300分,多核成績約為7100分。
顯然,玄戒O1在單核性能上已經(jīng)達(dá)到了天璣9400的水平,但是仍低于蘋果A18 Pro和驍龍8至尊版;不過,得益于多了兩個(gè)CPU內(nèi)核,玄戒O1的多核性能超越了天璣9400和蘋果A18 Pro,但仍低于驍龍8至尊版。但是,相比上代的驍龍8 Gen3來說,玄戒O1在單核及多核性能上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大幅超越。
需要指出的是,玄戒O1的十核CPU還集成了高達(dá)10.5MB二級(jí)緩存和16MB三級(jí)緩存,可以大幅減少訪問主存的次數(shù),降低訪問延遲,從而提升處理器的響應(yīng)速度和整體性能?表現(xiàn)。
在性能表現(xiàn)出眾的同時(shí),玄戒O1的四叢集CPU架構(gòu)也實(shí)現(xiàn)了全場景的高能效表現(xiàn)。小米集團(tuán)副總裁、玄戒負(fù)責(zé)人朱丹告訴芯智訊,玄戒O1?四叢集CPU架構(gòu),還融入了小米自研的專屬微控制器,可以根據(jù)場景按需啟用適合的CPU叢集,以實(shí)現(xiàn)極致的功耗表現(xiàn)。另外,小米自研的AVS技術(shù),也使得CPU內(nèi)核實(shí)現(xiàn)業(yè)界最低0.46V電壓設(shè)計(jì),這也進(jìn)一步降低了功耗。
16核Immortalis-G925?GPU
對于目前的旗艦手機(jī)SoC來說,出色的滿幀游戲性能、光追功能已經(jīng)是幾乎是標(biāo)配。因此,玄戒O1直接采用了Arm專為旗艦智能手機(jī)設(shè)計(jì)的最新旗艦 GPU——Immortalis-G925,可以提供片段預(yù)傳遞和雙平鋪和移位轉(zhuǎn)換單元吞吐量,從而可以實(shí)現(xiàn)更好、更持久的幀速率,實(shí)現(xiàn)功能豐富和更長的游戲時(shí)間。這也是 Arm 迄今為止性能最高、效率最高的 GPU。
與上代的Immortalis G720相比,Immortalis G925在圖形性能方面提升了37%,而相同性能下功耗可降低30%,在一系列流行的手機(jī)游戲中支持以平均每秒120 幀的幀率運(yùn)行。面對復(fù)雜對象的光線追蹤性能也提升52%。
為了給用戶帶來極致的游戲性能,玄戒O1集成了高達(dá)16個(gè)Immortalis-G925 GPU核心,比聯(lián)發(fā)科天璣9400還多了4個(gè)。
在GFXBench 1440P Aztec Ruins Vulkan(High Tier)離屏測試中,成績?yōu)?10FPS;在1080p曼哈頓3.1離屏測試成績則高達(dá)330FPS。
作為對比,天璣9400在GFXBench 1440P Aztec Ruins Vulkan(High Tier)離屏測試中,成績?yōu)?28FPS;在1080p曼哈頓3.1離屏測試成績則高達(dá)379FPS。
驍龍8至尊在1440P Aztec Ruins Vulkan(High Tier)離屏測試項(xiàng)目中,幀率也可以達(dá)到125FPS;1080P曼哈頓3.1 離屏項(xiàng)目中,成績?yōu)?47FPS。
從對比結(jié)果來看,玄戒O1雖然在GPU性能上超越了蘋果A18 Pro,但仍略低于驍龍8至尊版和天璣9400。
此外,在GPU功耗方面,小米稱玄戒O1的GPU功耗相比蘋果A18 Pro降低了35%,而這主要得益于GPU動(dòng)態(tài)性能調(diào)度技術(shù),可以基于GPU運(yùn)行狀態(tài),動(dòng)態(tài)切換四種模式。
在主流的MOBA游戲120幀模式1小時(shí)測試中,搭載玄戒O1的小米15S Pro相比搭載A18 Pro的iPhone平均幀率高1.5fps,溫度卻低了3.2℃。
如果在35℃環(huán)境溫度下,進(jìn)行主流 MOBA 游戲120幀模式1小時(shí)測試,搭載玄戒O1的小米15S Pro相比搭載A18 Pro的iPhone平均幀率高6.3fps,溫度也低了3.2℃。
集成第四代ISP
近年來,智能手機(jī)的影像能力一直是用戶關(guān)注的重點(diǎn),同時(shí)也成為了智能手機(jī)廠商爭相投入巨資提升的一項(xiàng)核心技術(shù)能力。所以,我們可以看到,包括小米、vivo、OPPO在內(nèi)的頭部智能手機(jī)廠商都有推出自研的獨(dú)立的圖像信號(hào)處理器(ISP)或影像NPU芯片,并融入了AI技術(shù),以進(jìn)一步對圖像傳感器輸出的原始圖像信號(hào)進(jìn)行處理和優(yōu)化,得到質(zhì)量更高的照片或視頻。
小米早在2019年就開始了自研ISP芯片的研發(fā)。2021年3月底,小米首款自研ISP芯片澎湃C1正式推出并商用。隨后,小米自研ISP芯片又持續(xù)迭代,今年年初發(fā)布的小米15 Ultra就集成了澎湃C3芯片。
此次發(fā)布的玄戒O1則進(jìn)一步集成了小米自研的第四代ISP技術(shù),每秒可以處理高達(dá)87億個(gè)像素;全新設(shè)計(jì)的三段式處理管線,便于更多影像算法的Raw域遷移;內(nèi)置3A加速單元,自動(dòng)對焦、曝光、白平衡速度最高可提升100%,大幅提升拍攝體驗(yàn)。此外,硬化實(shí)時(shí)HDR多幀融合、AI智能降噪雙畫質(zhì)單元,為4K夜景視頻帶來更高的動(dòng)態(tài)范圍,同時(shí)可對視頻畫面進(jìn)行逐幀AI降噪處理,信噪比最高可提升20倍。搭載玄戒01的Xiaomi15S Pro,夜景視頻效果大幅提升,噪點(diǎn)更少,畫面更加純凈。
過去眾多的生成式AI應(yīng)用都是基于云端的AI大模型,但對于終端用戶來說,需要聯(lián)網(wǎng)才能獲取生成式AI服務(wù),并且可能還需要向服務(wù)提供商支付一定的使用費(fèi),同時(shí)還會(huì)存在用戶的數(shù)據(jù)隱私安全等問題。因此,聯(lián)發(fā)科、高通等智能手機(jī)芯片廠商紛紛推動(dòng)AI大模型進(jìn)入端側(cè),提供本地化的生成式AI能力,這就需要終端設(shè)備所搭載的處理器本身能夠提供強(qiáng)大的AI算力,來支持AI大模型在端側(cè)的運(yùn)行。
雖然在發(fā)布會(huì)上,雷軍并未詳細(xì)介紹玄戒O1的NPU部分,但是據(jù)朱丹向芯智訊透露,玄戒O1此次集成了6核的NPU,擁有18432個(gè)乘法累加器,算力達(dá)到了44TOPS,配合小米第三代端側(cè)模型,通過更低功耗就可實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的AI處理能力。
作為對比,蘋果A18 Pro的AI算力只有35TOPS。雖然驍龍8至尊版和天璣9400的NPU的具體算力官方并未公布,但是高通面向AI PC的驍龍X Elite的NPU算力也才45 TOPS。
此外,玄戒O1的NPU還針對100+日常高頻常用AI算子進(jìn)行了芯片硬化,通過硬件加速提升AI計(jì)算效率,在各類AI場景均有出色表現(xiàn)。
得益于玄戒O1在CPU/GPU/NPU方面的出色的性能表現(xiàn),其安兔兔綜合跑分成績也達(dá)到了3004137分。雖然小米并未具體說明該測試成績是在常溫狀態(tài)下達(dá)到的,還是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的,但是依然具有一定的參考意義。
作為對比,聯(lián)發(fā)科去年推出的天璣9400的安兔兔跑分達(dá)到285萬分左右。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,天璣9400的安兔兔跑分甚至突破了300萬分,是當(dāng)時(shí)安卓平臺(tái)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)這個(gè)成績的SOC。而隨后推出的高通驍龍8至尊版的安兔兔跑分成績基本在310萬分左右。
顯然,即便玄戒O1安兔兔跑分成績是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下獲得的,那么也應(yīng)該達(dá)到了與天璣9400相當(dāng)?shù)乃?,但是與驍龍8至尊版還略有差距。
玄戒O1已進(jìn)入第一梯隊(duì)綜合玄戒O1的各項(xiàng)硬件配置以及上述的各項(xiàng)基準(zhǔn)測試成績來看,玄戒O1已經(jīng)基本達(dá)到了與當(dāng)前智能手機(jī)市場第一梯隊(duì)的旗艦SoC(比如聯(lián)發(fā)科天璣9400、蘋果A18 Pro)相當(dāng)?shù)乃?,即便是與最強(qiáng)的高通驍龍8至尊版相比,差距也并不算大??赡茉谝恍┚W(wǎng)友看來,玄戒O1用的是Arm公版的CPU/GPU內(nèi)核IP,同時(shí)也是借助于臺(tái)積電的3nm代工的,似乎都是用的別人的技術(shù),所以沒有自己的核心技術(shù),其實(shí)不然。要知道聯(lián)發(fā)科一直都是用的Arm的公版CPU/GPU內(nèi)核IP,并且做到了全球出貨量第一,而且其天璣系列旗艦SoC也達(dá)到了與高通驍龍8系旗艦SoC相當(dāng)?shù)乃?;高通大多?shù)的中低端芯片以及眾多旗艦芯片同樣用的是Arm的公版CPU內(nèi)核IP或基于其魔改而來,最新的驍龍8至尊版才轉(zhuǎn)向了自研的基于Arm指令集的Oryon CPU內(nèi)核;蘋果的A系列處理器早期也同樣是采用的Arm公版CPU和Imagination的GPU IP,后來才轉(zhuǎn)向了自研的基于Arm指令集的CPU內(nèi)核和自研的GPU內(nèi)核;同樣,華為在麒麟9000S之前也一直是用的Arm的公版CPU/GPU內(nèi)核IP,直到麒麟9000S才轉(zhuǎn)向了自研的CPU/GPU內(nèi)核。所以,對于芯片設(shè)計(jì)廠商來說,用Arm的公版CPU/GPU IP做出的芯片并不一定就不如基于自研IP的芯片,不然玄戒O1也不可能在各項(xiàng)性能測試上擊敗蘋果A18 Pro。同樣,即便是用一樣的Arm的公版CPU/GPU IP,做出來的芯片依然是會(huì)有很大的性能差異,如何組合這些IP,并將其用好,依然是非??简?yàn)芯片設(shè)計(jì)廠商的技術(shù)能力。更何況,很多芯片設(shè)計(jì)廠商在用Arm的公版CPU/GPU IP的同時(shí),還需要加入很多的自研技術(shù)來做深度的優(yōu)化,還需要加入其他的第三方的或自研的功能模塊(比如自研ISP、NPU、基帶、I/O接口等),畢竟一顆旗艦SoC當(dāng)中,可不是只有CPU/GPU就夠了。另外,據(jù)芯智訊了解,玄戒O1作為一款3nm芯片是一次流片就成功了,這是非常不容易的。要知道,高通驍龍8至尊版和聯(lián)發(fā)科天璣9400似乎都不是一次流片成功的。西門子EDA(Siemens EDA)設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)副總裁兼總經(jīng)理 Abhi Kolpekwar 近日在接受采訪時(shí)就表示,目前首次流片成功率正在下降,已經(jīng)從 2020 年的 32% 和2022 年的 24% 下降到 2024 年的 14%。這里指的可能是先進(jìn)制程芯片的首次流片成功率,如果是基于尖端3nm制程的更為復(fù)雜的旗艦SoC芯片,一次流片成功率必然會(huì)更低。
外掛聯(lián)發(fā)科T800基帶
雖然在2G/3G時(shí)代,市場上的手機(jī)基帶芯片供應(yīng)商有十多家,但每一代的技術(shù)升級(jí),都伴隨著供應(yīng)商的大洗牌。進(jìn)入5G時(shí)代之后,隨著英特爾的退出,目前僅存的5G手機(jī)基帶芯片廠商也只有高通、聯(lián)發(fā)科、展銳、華為、三星和今年剛剛推出5G基帶的蘋果這六家供應(yīng)商。其中,三星、華為和蘋果的5G基帶芯片主要是自用。這也導(dǎo)致了目前公開市場上的5G基帶芯片供應(yīng)商僅有高通、聯(lián)發(fā)科和展銳三家供應(yīng)商。
需要指出的是,蘋果作為一個(gè)新進(jìn)入的玩家,也是花了至少8年時(shí)間才得以推出自研的5G基帶并商用。而且,這還是蘋果在2019年7月收購英特爾手機(jī)基帶芯片業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上才得以實(shí)現(xiàn)的。這也足見5G基帶芯片研發(fā)難度之高。并且在2/3/4/5G通信基礎(chǔ)專利方面,也基本被傳統(tǒng)的電信設(shè)備運(yùn)營商華為、愛立信、諾基亞,以及華為、高通、聯(lián)發(fā)科等基帶芯片廠商所占據(jù)。
顯然,對于小米來說,短時(shí)間內(nèi)推出自研的5G基帶是極為困難的。小米第一代的手機(jī)SoC澎湃S1就是通過與大唐電信旗下的聯(lián)芯科技合作,獲得的4G基帶的。
對于此次發(fā)布的搭載玄戒O1的小米15S Pro,小米并未公布具體是外掛的哪家的5G基帶。但是芯智訊向朱丹了解到,小米15S Pro采用的是玄戒O1外掛聯(lián)發(fā)科T800 5G基帶的方案。
根據(jù)聯(lián)發(fā)科的官方資料顯示,T800是2022年11月推出的一款高速高能效5G平臺(tái),基于4nm制程,內(nèi)置Arm Cortex-A55 CPU,支持PCIe 、USB等接口,集成了符合3GPP Release-16標(biāo)準(zhǔn)的5G基帶、FR1和FR2射頻收發(fā)器、FR2天線模組、GNSS接收機(jī)和電源管理系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)方面,T800支持5G NSA/SA組網(wǎng)、5G Sub-6GHz和毫米波雙連接,支持Sub-6GHz四載波聚合(4CC CA)和FDD+TDD混合雙工,5G下行速率高達(dá)7.9Gbps,上行速率可達(dá)4.2Gbps。支持5G雙卡雙待(DSDS)功能。
自研4G手表芯片玄戒T1
雖然目前小米的旗艦SoC玄戒O1用在手機(jī)上還需要依賴于外掛聯(lián)發(fā)科的5G基帶來實(shí)現(xiàn)5G聯(lián)網(wǎng)/通話功能,但實(shí)際上小米的自研基帶芯片的工作早已經(jīng)開始,并且首款全自研集成4G基帶的手表芯片——玄戒T1將在最新的Xiaomi WatchS4「15周年紀(jì)念版」智能手表上商用。
據(jù)介紹,玄戒T1不僅集成了CPU、GPU、視頻編解碼模塊,還集成了小米自研的4G基帶+射頻系統(tǒng),蜂窩通信全鏈路都是小米自主設(shè)計(jì)的,可支持4G eSIM獨(dú)立通信,這標(biāo)志著小米在自研基帶賽道邁出了至關(guān)重要的第一步。
相對于應(yīng)用處理器來說,基帶芯片的研發(fā)難度更大、研發(fā)周期更長、所需研發(fā)投入也更大。因?yàn)榛鶐酒粌H需要能夠支持各種網(wǎng)絡(luò)頻段,兼容各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),還需要經(jīng)過各種的測試與認(rèn)證。比如IOT互操作測試、儀表仿真和現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證、適配運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的測試、運(yùn)營商的入庫測試、適配不同城市網(wǎng)絡(luò)情況的測試等。可以說,一顆基帶芯片可能需要跑遍全球運(yùn)營商和全球的主要城市去做場測,然后不斷的發(fā)現(xiàn)問題解決問題,相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時(shí)費(fèi)力和費(fèi)錢。
雷軍表示,為了研發(fā)玄戒T1的4G基帶,小米投入了600人的研發(fā)團(tuán)隊(duì),其中60%以上都是具有10年資深研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師。在玄戒T1研發(fā)完成后,還經(jīng)過來了復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,完整覆蓋4G-LTE各層協(xié)議7000+測試用例。在關(guān)鍵的現(xiàn)網(wǎng)適配表現(xiàn)方面,小米歷時(shí)15個(gè)月、覆蓋100+城市、累計(jì)測試?yán)锍踢_(dá)到了15萬公里,實(shí)現(xiàn)了不同品牌基站設(shè)備逐一適配,大幅超過了原本的測試要求的力度,最終讓玄戒T1的4G實(shí)網(wǎng)性能大幅提升,相較市面上其他eSIM手表芯片,實(shí)網(wǎng)性能提升35%,4G-LTE數(shù)據(jù)功耗較低27%,語音功耗降低46%。
如果說小米旗艦SoC玄戒O1的推出是有借助Arm和臺(tái)積電的技術(shù),那么玄戒T1整合的4G基帶則完全是由小米自主研發(fā),這也為未來自研5G基帶芯片打下了一定的基礎(chǔ)。
“玄戒O1和玄戒T1的成功推出,標(biāo)志著小米具有了全棧的芯片設(shè)計(jì)能力?!崩总姺浅W院赖卣f道。
三款新品全面搭載自研玄戒芯片小米此次發(fā)布的三款新品都搭載了小米自研的玄戒芯片。其中,小米15S Pro首發(fā)搭載玄戒O1處理器,定價(jià)5499元起。
小米Pad 7 Ultra也搭載了玄戒O1處理器,不過最高主頻降低到了3.7GHz,定價(jià)5699元起。
首發(fā)搭載玄戒T1的Xiaomi WatchS4「15周年紀(jì)念版」,在eSIM場景下可提供9天的超長續(xù)航,定價(jià)1299元。
從三款新品的定價(jià)來看,并未因?yàn)榇钶d了小米花費(fèi)巨資自研的玄戒芯片而出現(xiàn)價(jià)格的大幅上漲,反而依舊保持了非常高的性價(jià)比。顯然,小米希望依靠性價(jià)比來推動(dòng)產(chǎn)品銷量的提升,從而逐步攤薄自研芯片所帶來的巨大成本壓力。
未來自研SoC占比有望持續(xù)增長
根據(jù)Omdia的Smartphone Tech監(jiān)測報(bào)告顯示:2024年小米智能手機(jī)所采用的SoC芯片全部依賴第三方供應(yīng)商。其中,聯(lián)發(fā)科(MediaTek)占據(jù)主導(dǎo)地位,其SoC芯片在小米手機(jī)中的采用率高達(dá)63%,成為最主要的芯片供應(yīng)商;高通(Qualcomm)位居第二,供應(yīng)占比為35%,主要服務(wù)于小米的中端高端機(jī)型;紫光展銳(UNISOC)作為國產(chǎn)芯片代表,獲得了2%的供應(yīng)份額。
隨著小米首款自研旗艦SoC玄戒O1的推出和商用,如果后續(xù)能夠獲得市場的認(rèn)可,那么不排除小米在繼續(xù)迭代旗艦SoC的同時(shí),也會(huì)推出面向中低端市場的自研SoC,并且會(huì)推動(dòng)自研SoC芯片進(jìn)入到智能手機(jī)、平板電腦以外的更廣泛的小米產(chǎn)品線當(dāng)中。這無疑都將會(huì)推動(dòng)小米持續(xù)減少對于外部SoC芯片的采用量。
那么,小米對于自研SoC芯片的內(nèi)部采用比例是否會(huì)有一個(gè)長期的目標(biāo)呢?雷軍對此均未透露。畢竟目前小米自研SoC才剛剛到達(dá)一個(gè)新起點(diǎn),雖然玄戒T1的推出意味著小米在4G基帶上的突破,但5G基帶芯片仍是小米缺失的一環(huán),而且由于技術(shù)難度和專利壁壘更高,預(yù)計(jì)未來幾年間內(nèi)恐怕還難以解決。所以,小米很多芯片的供應(yīng)仍將依賴于聯(lián)發(fā)科、高通等外部供應(yīng)商,但可以預(yù)見的是,只要小米持續(xù)投入芯片研發(fā),未來自研芯片的占比一定會(huì)逐步增長。
小米“造芯”11年站上“新起點(diǎn)”,未來10年將再投500億
眾所周知,自研芯片是一項(xiàng)需要長期、大量資金及人力投入,且風(fēng)險(xiǎn)極高的復(fù)雜工程。小米CEO雷軍就曾表示,做芯片10億人民幣只是起跑線,可能10年時(shí)間才有結(jié)果,九死一生。
這無疑是一場豪賭,成功則有望更上一層樓,失敗則不僅所有努力都將白費(fèi),甚至有可能讓自己元?dú)獯髠?/p>
特別是對于手機(jī)終端廠商來說,自研芯片更多的是為了自身的業(yè)務(wù)服務(wù),不太可能會(huì)將其賣給其他的終端品牌廠商,這也決定了其自研芯片的成功與否將會(huì)直接影響自身產(chǎn)品的銷量。即便芯片研發(fā)成功,性能表現(xiàn)符合預(yù)期,但如果市場不買賬,出貨量達(dá)不到足夠高的水平,可能連研發(fā)費(fèi)用都覆蓋不了。
從全球頭部的智能手機(jī)廠商來看,2024年出貨量排前二的蘋果、三星都擁有自研的手機(jī)SoC加持,不僅能夠更好地提升終端產(chǎn)品的競爭力和用戶體驗(yàn),也能夠進(jìn)一步控制核心器件供應(yīng)和采購成本。這也是它們能夠持續(xù)占據(jù)全球前二的關(guān)鍵競爭力。
目前,小米的已經(jīng)是全球第三大智能手機(jī)廠商,2024年小米智能手機(jī)全球出貨量高達(dá)1.685億部。同時(shí),小米的產(chǎn)品線還涵蓋了平板電腦、PC、智能家電、可穿戴設(shè)備以及眾多的IoT設(shè)備。顯然,小米自身對于芯片的需求是極為龐大的。
不論是從供應(yīng)鏈安全、自主可控、軟硬件一體化(與澎湃OS協(xié)同)、提升產(chǎn)品的差異化競爭優(yōu)勢、提升用戶體驗(yàn)、提升硬科技術(shù)實(shí)力、提升品牌影響力,還是從控制芯片采購成本角度考慮,自研SoC芯片都是極為關(guān)鍵的一環(huán)。
對于這一點(diǎn),雷軍其實(shí)很早就有預(yù)想到。早在2014年,小米就成立了芯片設(shè)計(jì)子公司松果電子,并于2017年2月28日,正式發(fā)布了澎湃S1芯片,成為了當(dāng)時(shí)全球第四家具備手機(jī)SoC芯片研發(fā)能力的手機(jī)品牌。但可惜的是,這款芯片由于孱弱的基帶能力(不支持聯(lián)通的3G、4G網(wǎng)絡(luò)制式,也不支持電信的所有網(wǎng)絡(luò)制式),并沒有在市場上獲得成功。
隨后,澎湃S2研發(fā)也遭遇了多次流片失敗,使得小米暫時(shí)放棄了手機(jī)SoC的研發(fā)。2019年4月2日,小米集團(tuán)宣布將旗下的負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)的全資子公司松果電子團(tuán)隊(duì)進(jìn)行重組。
根據(jù)當(dāng)時(shí)小米的官方說法,松果電子部分團(tuán)隊(duì)分拆組建新公司南京大魚半導(dǎo)體,將專注于半導(dǎo)體領(lǐng)域的AI和IoT芯片與解決方案的技術(shù)研發(fā)。大魚半導(dǎo)體將開始獨(dú)立融資,團(tuán)隊(duì)集體持股75%,小米持股比例降至25%。而松果剩下的人員將繼續(xù)專注手機(jī)SoC芯片和AI芯片研發(fā)。
不過,在松果電子重組之后,小米似乎完全停止了手機(jī)SoC的研發(fā),進(jìn)而轉(zhuǎn)向了例如ISP芯片(澎湃C系列)、快充芯片(澎湃P系列)、電池管理芯片(澎湃G系列)、信號(hào)增強(qiáng)芯片(澎湃T系列)等相對簡單的手機(jī)外圍小芯片的自研。此后,手機(jī)SoC的缺失一直是雷軍的一個(gè)“芯病”。
直到2021年初,雷軍宣布造車的同時(shí),內(nèi)部決定重啟“大芯片”業(yè)務(wù),重新開始研發(fā)手機(jī)SoC。
“在4年半前重啟的時(shí)候,其實(shí)我們又討論了半年的時(shí)間,最后這個(gè)問題我們徹底想明白了,原因很簡單,如果小米想成為一家偉大的硬科技公司,芯片在我們必須攀登的高峰,也是我們繞不過去的一場硬仗。面對芯片這一仗,我們別無選擇?!崩总娫诎l(fā)布會(huì)上回憶到。
而這一次重啟“大芯片”研發(fā),小米直接將目光瞄向了高端旗艦SoC。雷軍表示,小米深入總結(jié)第一次造芯的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),發(fā)現(xiàn)只有做高端旗艦SoC,才會(huì)真正掌握先進(jìn)的芯片技術(shù),才能更好支持小米的高端化戰(zhàn)略。
因此,小米在2021年重新成立了一家芯片設(shè)計(jì)子公司——上海玄戒技術(shù)有限公司,并且在首款旗艦SoC——玄戒O1立項(xiàng)之初,就提出了很高的目標(biāo):“要用最新的工藝制程、旗艦級(jí)別的晶體管規(guī)模、第一梯隊(duì)的性能與能效?!?/p>
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),小米制定了長期持續(xù)投資的計(jì)劃:“至少投資十年,至少投資500億,穩(wěn)打穩(wěn)扎,步步為營?!?/p>
根據(jù)雷軍公布的數(shù)據(jù)顯示,截至今年4月底,玄戒成立四年來(截至今年4月底)累計(jì)研發(fā)投入已經(jīng)超過了 135億人民幣。目前,研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)超過了2500人,今年預(yù)計(jì)的研發(fā)投入將超過60億元。
“可能大家看慣了幾百億、上千億的研發(fā)投入,決定這并不多,但實(shí)際上我們這個(gè)投入在國內(nèi)能排到前三。芯片研發(fā)其實(shí)比大家想要要困難很多,特別是對于大芯片研發(fā)來說,不僅研發(fā)投入高,而且它生命周期短,一年一迭代,到第二年就貶值了。所以如果沒有足夠的裝機(jī)量,再好的芯片,也可能會(huì)賠錢,所以這就要求大芯片必須在一兩年內(nèi)賣到上千萬顆,只有達(dá)到這個(gè)規(guī)模才能生存下去。……希望大家能夠理解小米堅(jiān)持大芯片的研發(fā)需要多大勇氣和決心。”雷軍解釋道。
回顧2017年雷軍發(fā)布澎湃S1之時(shí)所說的,“做芯片可能10年時(shí)間才有結(jié)果”。自2014年小米開始自研芯片以來,時(shí)至今日已經(jīng)整整11年的時(shí)間,終于推出了繼澎湃S1之后的第二款手機(jī)SoC芯片玄戒O1以及首款4G手表芯片玄戒T1,不僅意味著小米在OS、AI、芯片三大底層技術(shù)的最后一塊拼圖得以補(bǔ)足,更是未來邁向硬核科技領(lǐng)軍企業(yè)的嶄新開端。
“在硬核科技的探索的路上,小米是一個(gè)后來者,也是一個(gè)追趕。作為后來者,一開始肯定不完美,總會(huì)被嘲笑、被懷疑,這些都是意料之內(nèi)的事情。但我相信這個(gè)世界終究不會(huì)是強(qiáng)者恒強(qiáng),后來者總有機(jī)會(huì)!只要我們開始追趕,我們就走在了贏的路上。”雷軍非常有信心地總結(jié)說道。
作者:芯智訊-浪客劍