芯耀
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后海思時代，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、安防等領(lǐng)域等的海思SoC銷量逐漸下滑。
手機SoC芯片上，國內(nèi)僅剩一顆獨苗——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SoC出貨量約為7080萬顆，同比增長約220%。 后海思時代，國內(nèi)企業(yè)如何成為SoC的領(lǐng)頭羊？
國內(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廠產(chǎn)品中可見一斑，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，這些芯片都是針對一個特定專用功能進(jìn)行優(yōu)化和提升，NPU與ISP也是專門負(fù)責(zé)視覺處理工作區(qū)域，這些芯片中都沒有SoC的身影。
手機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芯片在手機廠中只有三星、蘋果與華為有實力研發(fā)SoC芯片。華為海思的麒麟系列SoC是華為自主設(shè)計研發(fā)，其對標(biāo)蘋果A系列，高通驍龍，以及三星的獵戶座處理器。
但在臺積電不再為華為代工后，國產(chǎn)最強SoC也走到了盡頭。
手機SoC芯片遇冷 隨著新冠疫情已持續(xù)三年，消費電子需求從最初的大爆發(fā)逐漸減緩。在手機SoC逐漸成熟下，由于缺少殺手級應(yīng)用，消費者換機欲望降低。根據(jù)CINNO Research數(shù)據(jù)，2月中國智能手機SoC市場銷量在1月環(huán)比、同比雙升后出現(xiàn)回落，整體市場終端銷量環(huán)比下降約24%，同比下降約20.5%。
由于海思受到制裁，已經(jīng)無法再生產(chǎn)麒麟芯片，目前的市場份額已由2021年同期7%跌至1%，手機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SoC市場市占約70%，逐步形成了雙寡頭競爭的格局。
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的設(shè)計困難，SoC設(shè)計的復(fù)雜度大大提高。無論是工藝還是流片成本都非常高。目前智能手機SoC芯片制程大多在12nm以下，高端旗艦機以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)跨過了10nm工藝的門檻。
而中國最先進(jìn)晶圓代工廠——中芯國際，由于美國的制裁，目前最先進(jìn)的制程只有4nm，乃至風(fēng)險量產(chǎn)的N+1、N+2，距離芯片制造龍頭臺積電3nm工藝相差2-3代的技術(shù)工藝。目前，成熟工藝（28nm以下）仍然是中芯國際的主要營收來源。
中芯國際2021年財報 盡管中芯國際聯(lián)席CEO梁孟松此前曾披露，中芯國際的28nm、14nm、12nm、N+1等技術(shù)均已進(jìn)入規(guī)模量產(chǎn)，7nm技術(shù)開發(fā)已經(jīng)完成，但目前國內(nèi)確實沒有能夠量產(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，臺積電與三星合計市占比達(dá)到71%，目前12nm以下先進(jìn)制程也主要由臺積電和三星代工。
國產(chǎn)SoC破局之法
在受到制裁的情況下，中國半導(dǎo)體不僅需要發(fā)展自身，與此同時也需要面對國際大廠的競爭。這就使得在技術(shù)、積累、價格方面本就不占優(yōu)勢的中國廠商在激烈的市場競爭中處于越發(fā)劣勢的境地。
因此，對于中國企業(yè)來說，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)海市場集中度高、競爭者較少，因此藍(lán)海對于國內(nèi)企業(yè)來說是挑戰(zhàn)也是機遇。
例如2004年進(jìn)入車載CIS市場的韋爾股份，在全球車載CIS市場中大幅領(lǐng)先全球排名第二，2019年占據(jù)全球29%的市場份額。而CIS市場的高端老玩家索尼與三星進(jìn)入車載CIS市場較晚，索尼在2015年宣布進(jìn)入車載CIS市場，三星則到2021年才進(jìn)軍車載CIS市場。也因此，哪怕是索尼在2019年的車載CIS市場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SoC芯片的優(yōu)勢。盡管對于手機SoC芯片國內(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內(nèi)晶圓代工廠的水平，無需擔(dān)心國內(nèi)產(chǎn)能。
智能座艙時代主控SoC芯片替代多個傳統(tǒng)MCU功能芯片的趨勢已經(jīng)明晰。 傳統(tǒng)的汽車座艙,每個ECU所進(jìn)行的運算,都是簡單的邏輯指令,并不需要復(fù)雜的運算能力,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,往往需要一顆芯片驅(qū)動多個系統(tǒng)和多塊屏幕,所以必須選擇高度集成CPU、GPU、NPU等多個模塊的系統(tǒng)級SoC芯片。
國內(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)、機器人、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)機頂盒以及電源模擬器件、無線通信模組、智能物聯(lián)網(wǎng)等多個產(chǎn)品領(lǐng)域。 其在智能車載方面在車載人工智能和語音識別方面，與科大訊飛簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議；目前公司前裝市場，在乘用車方面，長安、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百萬。
北京君正一舉突破中低端市場，繼推出針對攝像機的T系列AI SoC芯片后，2021年還推出了針對NVR的A系列產(chǎn)品，實現(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內(nèi)汽車AI芯片的頭部廠商。地平線征程系列芯片累計出貨量已突破100萬片，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駕駛等級，預(yù)計2024年會推出征程6芯片。征程系芯片已經(jīng)在理想、上汽、長安和奇瑞等汽車廠商上應(yīng)用。
AIoT成為國產(chǎn)SoC突破領(lǐng)域
基于 AIoT 時代非電子產(chǎn)品電子化、簡單電子產(chǎn)品智能化的發(fā)展趨勢，電子產(chǎn)業(yè)鏈下游的品類擴張仍在進(jìn)行時，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，其中中國市場占比 23.6%。 當(dāng)海思倒下后，紫光成為“后海思”時代最被看好的國產(chǎn)芯片廠商之一。
紫光展銳也從細(xì)分領(lǐng)域——物聯(lián)網(wǎng)，開拓出屬于自己的道路。據(jù)Counterpoint最新研究報告顯示，展銳在2021年第三季度全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片市場占據(jù)26.8%的市場份額排名第二，并在LTE Cat.1芯片細(xì)分賽道上超越了高通成為全球第一。
瑞芯微是國內(nèi)音視頻主控SoC的先鋒，其產(chǎn)品以系統(tǒng)級智能應(yīng)用SoC為主，包括電源管理芯片、無線連接芯片。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份額中排名第一，占30%。目前，公司已經(jīng)建立了一個完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，連接硬件、軟件、云平臺。下游產(chǎn)品主要是智能家居、電子消費品、傳感設(shè)備和工業(yè)控制，主要客戶有涂鴉、小米等。
晶晨股份是國內(nèi)多媒體終端SoC龍頭，是國內(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)計與銷售，產(chǎn)品主要應(yīng)用于智能機頂盒、智能電視、AI 音視頻系統(tǒng)終端、無線連接及車載信息娛樂系統(tǒng)等科技前沿領(lǐng)域。
富瀚微ISP芯片的ASP（產(chǎn)品單價）為0.6~0.8美元，在該領(lǐng)域為絕對龍頭，全球市占率在60%以上。IPC SoC應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機，集成ISP和編解碼模塊，未來升級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。在物聯(lián)網(wǎng)和智能汽車發(fā)展的時代，國內(nèi)企業(yè)更需要抓住細(xì)分領(lǐng)域。
充分利用我國經(jīng)濟調(diào)整發(fā)展和巨大市場的優(yōu)勢，精心規(guī)劃，重點扶持，力爭通過10年或略長一些時間的努力，充分掌握集成電路設(shè)計、生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，提高國內(nèi)外市場占有率和國內(nèi)市場的自給率。 SoC芯片發(fā)展之路任重而道遠(yuǎn)。
作者：九林
