雷軍表示,從澎湃芯片立項到 2017 年發佈澎湃 S1,直到今天澎湃 C1 的發佈,小米的芯片之路走瞭 7 年。期間,小米歷經挫折和突破。

小米正式發佈自研圖像處理芯片


沉寂許久的小米造芯計劃,終於有瞭新動靜。


3 月 30 日晚,在小米春季新品發佈會(第二場)現場,小米正式發佈瞭自研的圖像處理芯片— 澎湃 C1。這是小米首款專業影像芯片。澎湃 C1 是一顆由小米自研的圖像信號芯片,作為手機影像的“大腦”,它脫離 SoC, 獨立在主板之上。


沉寂 4 年後,小米自研澎湃芯片終於歸來,但可能有些失望瞭


澎湃 C1 芯片是小米自研 ISP+自研算法的結果,澎湃 C1 采用更精細且更先進的 3A 處理。據小米官方介紹,這個 3A 指的是的 AF 對焦、AWB 白平衡及 AE 自動曝光,擁有雙濾波器的澎湃 C1 可以實現高低頻信號並行處理,信號處理效率提升 100%,3A 表現大幅提升。


澎湃 C1 是由小米研發,交予臺積電成片的一顆芯片。澎湃 C1 芯片具有高性能、低 CPU 和內存占用特性,在 3A 算法、暗光對焦能力和畫質上進行提升,帶來更準確的自動白平衡、自動對焦、自動曝光和成像質量。


  • 更好的自動對焦(AF),大幅提升暗光、小物體及平坦區域的對焦能力;
  • 更精準的白平衡(AWB) ,復雜混合環境光也完全駕馭;
  • 更準確的自動曝光(AE)策略。


該款芯片已經應用在此次小米發佈的新品手機 — 小米 MIX FOLD 上,預計後面還會有更多手機用上這款芯片。


小米 MIX FOLD 是小米首款折疊屏手機其采用內折設計,擁有內外兩塊屏幕。核心硬件方面,小米 MIX Fold 搭載瞭高通驍龍 888 處理器,輔以 LPDDR5+UFS 3.1 的內存組合。


雷軍表示,小米 2014 年立項做澎湃芯片,2017 年發佈澎湃 S1,直到今天澎湃 C1 的發佈,小米的芯片之路走瞭 7 年。期間,小米歷經挫折和突破 ,澎湃 C1 隻是小米芯片的一小步,同時也是小米影像技術的裡程碑。芯片這條路很漫長,小米心懷敬畏,這條路充滿險阻,但小米會一直努力做下去。


沉寂 4 年後,小米自研澎湃芯片終於歸來,但可能有些失望瞭


盡管這次新芯片是負責圖像處理的 ISP,但研發難度也不低,小米介紹,這顆芯片是小米耗時 2 年投入 1.4 億研發費用打造的產品。

小米的 7 年造芯夢


小米的造芯夢始於 2014 年。


當年,小米成立瞭松果電子公司,負責芯片研發設計。“芯片是手機科技的制高點,小米要成為偉大的公司,必須要掌握核心技術。”雷軍曾如是解釋,小米為什麼要自研芯片。


為實現這個目標,小米不惜大手筆投入。小米斥資 1.03 億從聯芯科技買下瞭 SDR1860 平臺技術,並從各個芯片廠商開出高薪挖人組建起瞭芯片研發團隊。


小米首款芯片產品是澎湃 S1 芯片,不同於小米產品“極致性價比”的基因,小米芯片一出手就定位中高端,雷軍曾表示, “如果把芯片分為旗艦、高端、中端和入門級的話,我們的目標是對標高端”。


澎湃 S1 芯片自 2014 年開始研發。2017 年 2 月,小米澎湃 S1 芯片正式發佈,並搭載於小米 5C 手機上。澎湃 S1 芯片從立項到量產商用僅用瞭 28 個月的時間,要知道手機處理器的研發周期至少需要 2 年時間,例如,華為的麒麟 980,研發周期就長達 3 年時間。當時,澎湃 S1 如此短的研發周期頗令外界側目。


澎湃 S1 芯片的推出也使得小米成為繼蘋果、三星、華為之後的第四傢能夠自主制造手機芯片的手機廠商。


不過澎湃 S1 芯片上市後有點雷聲大雨點小,銷量不佳,在市場遇冷,並沒有掀起太大的火花。在技術上,澎湃 S1 芯片和高通、聯發科等廠商的芯片工藝差距較大,澎湃 S1 芯片采用的是 28nm 制程,而當時主流的手機處理器已普遍采用 16 納米或 14 納米的工藝。


此後,小米芯片一直沒怎麼有新進展出來。2018 年 11 月,有爆料稱,澎湃 S2 遭遇瞭五次流片失敗。長期沉默狀態令人一度懷疑,小米已放棄瞭造芯計劃。


去年 8 月 11 日,雷軍在小米十周年紀念活動的公開演講中回應瞭業界關註的澎湃芯片研發情況,他表示,2017 年自澎湃 S1 發佈後,芯片研發的確遇到瞭巨大困難,但請米粉們放心,這個計劃還在繼續。


在這次發佈會前三天,小米官博發佈的的預熱海報上,小米劇透“做瞭個小芯片”,並表示“我心澎湃”。預熱海報上的關鍵詞“我心澎湃”正是 4 年前小米推出自研芯片澎湃 S1 時所使用的 slogan。這還引發瞭不少人的猜想,有人認為是澎湃芯片會有新進展。有網友感嘆“時隔多年瞭,終於又出瞭”,“我以為不研發瞭,現在又有新品瞭”...


沉寂 4 年後,小米自研澎湃芯片終於歸來,但可能有些失望瞭


不過,這次新推出的自研芯片並不是大傢所想的那樣,不知道是否會令一些米粉感到失望。


與澎湃 S1 不同,澎湃 C1 是一款 ISP 芯片,即獨立的手機影像芯片,它采用自研 ISP+自研算法,可以幫助手機進行更精細、更先進的 3A 處理。


另外,值得一提的是,除瞭手機芯片,這幾年小米的芯片戰略也在向 IoT 芯片轉向。


2019 年 4 月,小米內部一份啟動組織架構調整的郵件中提到,為配合 AIoT 戰略加速落地,推動芯片研發業務更快發展,小米對負責澎湃 S1 處理器研發的全資子公司松果電子團隊進行瞭重組:其中部分團隊分拆組建新公司南京大魚半導體,並開始獨立融資,將研發方向轉向半導體領域的 AI 和 IoT 芯片與解決方案的技術研發。另一部分松果團隊繼續專註手機 SoC 芯片和 AI 芯片研發。


造芯並非易事,註定是一場艱辛、漫長的旅程。“進入芯片行業,就是‘10 億起步、苦幹 10 年’,這也不一定會有一個好的結果,需要持續投入,這是一場‘九死一生’的奔跑、逐夢”。此前,雷軍曾稱,澎湃 S1 芯片研發花費超過瞭 10 億元。


時隔 4 年,澎湃芯片的“重生”也意味著小米自研芯片逐夢之旅邁入瞭第二個新階段,正如雷軍所說,是小米影像技術的裡程碑。

已投資超 40 傢芯片企業,小米加速拓展芯片版圖


不止自主研發,這幾年小米在芯片領域的投資動作不斷,頻頻落子。以小米、聯想等為代表的終端公司已成為除半導體投資機構和國傢產業基金之外,我國芯片領域主要的投資方之一。


小米在芯片領域的投資佈局主要通過湖北小米長江產業基金開展實施。湖北小米長江產業基金,總規模為 116.1 億元,由小米和湖北省長江經濟帶產業引導基金合夥企業(有限合夥)共同發起設立,用於支持小米及小米生態鏈企業的業務拓展。


有數據統計,自 2017 年底成立以來,湖北小米長江產業基金已投資瞭 40 多傢芯片領域相關的企業,入股瞭芯原微電子、雲英谷科技、隔空智能、樂鑫科技、恒玄科技、晶晨半導體、聚辰半導體、安凱微電子、睿芯微、上海南芯半導體等多傢半導體公司。


小米幾乎在半導體材料、芯片設計、半導體設備等整個產業鏈上都有投資佈局,覆蓋包括 Wi-Fi 芯片、射頻(RF)芯片、MCU 傳感器、物聯網芯片、FPGA、5G 芯片等芯片產品。其中,考慮到與自身業務特點的關聯性,物聯網芯片是小米的投資重點,在小米投資的芯片企業裡,多數企業主攻物聯網邊緣側處理器和通信芯片。


去年,伴隨著國產替代和自主可控的呼聲日益高漲,以及半導體公司迎來上市熱潮,半導體領域的投資如火如荼。2020 年,也是小米芯片投資“大躍進”的一年。有數據顯示,2020 年,小米投資瞭約 30 傢半導體相關企業。


2021 年以來,小米已密集出手,向多傢芯片企業註資。


今年 1 月 18 日,湖北小米長江產業基金投資瞭帝奧微電子,該公司主營電源芯片,小米開始向高壓電源領域佈局;2 月初,小米長江產業基金向芯片設計企業晶視智能投資瞭 345 萬元人民幣,並成為其第一大股東,晶視智能主攻視頻監控及邊緣計算技術研發;沒過多久,小米又投資瞭高端片式多層陶瓷電容器制造企業廣東微容電子。


有業內分析人士認為,在自主研發芯片不太順利的情況下,投資是小米拓寬自己芯片版圖所采取的一種迂回策略。

頭部手機廠商瘋狂佈局芯片


這幾年,手機廠商競相佈局芯片研發。國外有蘋果、三星,國內有小米、華為、OPPO、VIVO,它們正在加速芯片自研進程。


去年雙十一,蘋果發佈瞭自研 5nm M1 芯片,結束瞭英特爾對蘋果筆記本電腦 CPU 的壟斷局面。據一位 IBM 高管估算,蘋果因為 M1 芯片節省瞭約 25 億美元的硬件成本,另據自媒體“魔鐵的世界”計算,蘋果采用自研芯片,每年等於省出 4.25 個小米的利潤,大約 0.78 個華為賺的錢。數據鮮明地說明瞭自研芯片的好處。


國內手機廠商中,華為早在 2004 年就開始投入手機芯片研發,2009 年,華為海思推出瞭第一款手機應用處理器 K3V1,但由於策略失誤,K3V1“陣亡”在瞭上市前夕。一年後,華為推出瞭首款支持 TD-LTE 的基帶處理器巴龍 700,為華為手機的崛起打下瞭基礎;2014 年,華為麒麟 920 問世,後來又推出瞭升級麒麟 925、麒麟 980、麒麟 990 等,麒麟系列芯片助力華為手機登上巔峰。


作為“後浪”的 OPPO、VIVO,近兩三年在自研芯片上瘋狂發力。


去年 5 月,vivo 申請的 2 個芯片商標——“vivo SOC”和“vivo chip”被曝光。2019 年 10 月,vivo 執行副總裁胡柏山曾在接受媒體采訪時透露,早在 2018 年初,vivo 就開始思考深度參與到 5G SoC 芯片的設計中。為此,vivo 招聘瞭大量芯片領域的人才,將組建瞭一支 300-500 人的芯片團隊,不過該芯片團隊不是純芯片研發。


在 2019 年初,OPPO 副總裁、研究院院長劉暢在接受采訪時稱,OPPO 已經具備瞭芯片級的技術能力,並透露在研發協處理器 M1。更多的造芯計劃在 2020 年 2 月對外界披露,當時 OPPO CEO 特別助理發佈內部文章《對打造核心技術的一些思考》,文中提出三大計劃,涉及軟件開發、雲,以及硬件(芯片),其中,馬裡亞納計劃對標芯片研發。


OPPO 在內部文章中如是解釋造芯的初衷,“做芯片,我們實乃不得已而為之。不管是出於 OPPO 自身的差異化需求,出於用戶對全場景科技體驗的需求,還是出於手機‘軟硬服’一體化的需求,即便是像高通、谷歌這麼優秀的合作夥伴,都很難在現階段支持我們的夢想。”


同年 5 月,《日經亞洲評論》報道稱,OPPO 正在加緊設計自己的移動芯片,其已從主要芯片供應商聯發科聘請瞭數名高管,及從紫光展銳那聘請瞭多位工程師,在上海組建芯片團隊。


芯片領域的從業者們也已經深切感受到瞭,手機廠商大力推進自研芯片的瘋狂程度。


一位業內人士方思淼(化名)曾向 InfoQ 透露,今年年初,某手機公司為瞭方便挖人,專門在另一傢做手機芯片的公司門口設立瞭一個辦公室,但凡是能力強的候選人,薪資翻倍不再話下。


芯片是手機底層技術研發的核心環節。在過去很長一段時間裡,手機廠商們高度依賴芯片廠商,自己並不具備芯片能力,而目前手機芯片制造寡頭格局凸顯,未來要想不在 5G 時代掉隊,擁有芯片自研能力將是在激烈的競爭中取得領先優勢的關鍵。


三星電子中國研究院院長張代軍曾預判,未來終端廠商向上遊參與到預研芯片管理環節,將成為一種主流趨勢。


而芯片產業技術門檻高,周期長,投入大,利潤率低的特征,加劇瞭造芯之難,可謂是難於上青天。不似華為已經在手機芯片研發領域深耕十餘年且不惜重金投入,小米、OV 們目前還算是造芯的“新手”,需要歷經從 0-1 的過程,也需要更多的研發投入。


小米在研發投入上一向偏低,在總營收中的占比幾乎從未超過 4%,對比華為,華為的研發投入在總營收中的占比長期在 10%-15%。可見的變化正在發生。這幾年小米頻頻對外提及要加大研發投入。在去年的小米開發者大會上,雷軍提到,今年小米 2020 年研發投入會超過 100 億元,研發投入在科創板所有上市公司研發成本總和的一半。未來還會死磕硬科技。


這次全新自研芯片的推出,也是小米加強技術創新技術研發的例證。

全球手機芯片奇缺,自研才是出路


當下,全球手機廠商所面臨的一個重大挑戰就是缺芯問題。


中信證券《智能手機行業深度追蹤 2021》報告顯示,先進制程資源緊缺、手機需求復蘇 、下遊應用競爭共同加劇芯片缺貨 ,預計缺芯問題將持續全年。


報告顯示,半導體行業整體芯片缺貨,主要手機芯片廠商均受影響,手機主芯片及周邊芯片供貨周期拉長 、價格上漲。在高通受限於晶圓代工產能吃緊之際,小米和 OPPO 等手機制造商已經轉向聯發科購買芯片產品。其中,小米采用高通芯片的比重已下滑 25%,從此前的 80%降至 55%。


芯片短缺已造成本季度小米智能手機出貨量與營收的環比下滑,不及市場預期。


3 月 24 日,小米公佈的 2020 年第四季度和全年業績報告顯示,2020 年 Q4 季度,小米智能手機收入 426 億元,小米全球智能手機出貨量為 4230 萬臺;2020 年 Q3 季度,小米智能手機部分收入 476 億元,另據 IDC2020 年 Q3 全球智能機市場統計報告顯示,小米 Q3 季度出貨量為 4650 萬部。


小米集團總裁王翔回應小米 Q4 季度營收不及預期時表示,Q4 季度營收增長放緩的核心原因在於芯片缺貨。2020 年第四季度集團就開始面臨芯片缺貨的挑戰,也因此影響瞭業績。他表示,小米正在與核心供應商日以繼夜的優化供應鏈、提高生產效率,2021 年前兩個季度小米智能手機生產整體表現良好。


此前,小米集團副總裁盧偉冰曾在微博感嘆,“今年芯片太缺瞭,不是缺,是極缺”。


當下全球芯片短缺壓力山大,加之,中美貿易關系充滿不確定性,華為芯片被禁事件敲響警鐘,國內高端芯片生產自主化問題備受關註,國產芯片廠商正在加大研發力度,而對於國產大手機廠商來說,開始佈局自研芯片是緩解“缺芯”之痛的一種解決方案。小米新款自研芯片的推出,也為國產自研芯片註入瞭新的力量。

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