自主設計晶元成風，廠商都在想什麼？
生命不止，折騰不朽。
永不消停的谷歌，昨天又公布了首款用於消費類產品的自行設計晶元Pixel Visual Core。
這已經不是谷歌第一次推出自主設計的晶元了，去年推出的TPU，今年更新的第二代TPU產品，都是谷歌針對未來的機器學習和深度學習推出的非常具有針對性的產品。
不難看出，無論最終產品的實際效益如何，是否會針對更多廠商使用，谷歌在自主設計晶元的道路是似乎越走越遠。
但是，與設計TPU最大的不同在於，Pixel Visual Core是針對普通消費者的產品，而TPU是針對機器學習的，普通人很難接觸到。
自主設計晶元近年來可謂是蔚然成風，除了谷歌之外，蘋果、三星、華為、小米這些廠商都先後推出了自己的自研晶元，也大有愈演愈烈之勢，是什麼促使這些廠商扎堆設計晶元的呢？
Pixel Visual Core到底是為了什麼？
想要明白這些廠商為什麼扎堆設計晶元，就需要明白這些自主設計的晶元能夠為廠商提供什麼？
首先我們先來看一看谷歌推出的Pixel Visual Core能為谷歌帶來什麼。
據了解，Pixel Visual Core是一種圖像處理單元（IPU），類似於常規的8核SOC。在技術上，有一個第9核心，即左上角的一個ARM Cortex-A53 單元。谷歌設計的8個核心，每一個都是專為處理HDR+量身定製，使用不到1/10的電量，從而導致HDR +性能比當前實施速度快5倍。目的是在提升 Google 最新款智能手機 Pixel 2 的相機影像品質，並且協助更快的處理 HDR 照片。
谷歌表示，與利用主應用處理器相比，新推出的智能手機 Pixel 2，其相機能利用 Pixel Visual Core 晶元處理 HDR 照片的速度將提高 5 倍，能耗只相當於原來的十分之一。
不難發現，谷歌開發 Pixel Visual Core 的主要目的就是提升其智能手機的性能，更有消息表示，與其TPU相同，谷歌將不會將其晶元產品開放給第三方廠商使用。
其他廠商在想什麼
除了谷歌之外，蘋果、三星、華為、小米都有在自主設計晶元產品。
蘋果今年最新推出的iPhone X就是採用了自主設計的A11 Bionic晶元。據了解，新A11 Bionic神經引擎採用多核設計，實時處理速度最高每秒可以達到6000億次。A11 Bionic神經引擎主要是面向特定機器學習演算法、Face ID、Animoji及其它一些功能設計的。
該處理器除了性能優越之外，還支持iPhone特有的功能。
其實縱觀蘋果歷來設計的晶元都不難發現，在穩定的提升性能之外，總是能夠針對iPhone進行特定的性能優化和功能支持。
而三星自家的手機除了採用高通的處理器之外，也採用自主設計的Exynos系列晶元。最近新推出的三星Galaxy Note8有一部分就是採用三星自主設計的晶元Exynos8895。
Exynos 8895採用最新的10nm製程工藝，擁有更小的核心面積，三星稱與14nm相比，CPU性能提升最高可達27%，而功耗則降低40%。搭載5載波聚合基帶，最高支持1Gbps的下載速率，GPU方面使用的是Mali-G71 mp20，性能相當給力。
華為就更不用說了。剛剛發布的華為Mate 10就搭載了華為自主設計的麒麟970。
在Mate 10發布之前，華為就專門為麒麟970開過一次發布會。麒麟970號稱「世界首款手機AI晶元」。麒麟970晶元最大的特徵，是設立了一個專門的AI硬體處理單元—NPU（Neural Network Processing Unit，神經元網路），用來處理海量的AI數據。
而Mate 10發布主打的一個功能就是人工智慧，可以說，沒有麒麟970的支持，就沒有Mate 10的人工智慧，自主設計晶元在其中起了不可或缺的作用。
小米作為顛覆國產手機市場的後起之秀，在成立之初就是以主打高通晶元起家，其前幾代旗艦產品都是採用了高通的晶元。
但是就是這樣一個後起之秀在2017年年初的時候，也宣布推出了首款自主處理器：澎湃S1。對於行業而言，小米現在是高通、聯發科、三星、華為海思和蘋果等廠商之後，又一家移動處理器製造商。
雖然從性能上來說，其依舊是一枚中端處理器而已，與旗艦晶元還有很大的差距。但是澎湃S1依舊是小米10億人民幣起步隨後追加至10億美元的第一個研發成功的晶元。
從小米的例子我們不難看出，自主設計晶元很難，除了大量的資金支持之外，還需要長時間的技術積累。即便是小米，現階段也只是設計出了中端處理器，離頂級水平還有著很大的差距。
其他廠商在這方面的投入就更加不言而喻了。
那麼又是什麼推動著這些廠商前赴後繼的自主設計晶元呢？
為什麼要自主設計晶元
其實在上面提到的幾家廠商中，除了蘋果、三星和華為之外，谷歌的產品出售連甚至不足以製程其自主設計晶元。
Pixel Visual Core主要用在谷歌自主品牌智能手機Pixel中，但是根據今年6月份的一份數據顯示，谷歌去年發布的第一代Pixel銷量慘淡，在8個月的時間內，只售出了不到100萬台，對於三星一個月500萬台旗艦手機銷量，蘋果一個季度的5800萬台銷量來看，Pixel的銷量可以說是九牛一毛，其盈利更是難以支持自主設計。
但是有些事情明知不可為，也非做不可，自主設計晶元主要是來源於以下幾點原因：
首先，是提升品牌價值。
以華為和小米為例，一直以來，國內品牌產品同蘋果以及三星等國外廠商產品相比，始終是處於下風。推出自研晶元，不僅意味廠商在技術上得到了巨大進步，也將大大提高廠商的品牌價值以及提高消費者的信任度。
其次，提升話語權。
國內許多手機，在上市前期，都需要搶購。尤其以採用高通旗艦晶元的旗艦手機最為明顯。而採用自主設計晶元，可大大減少各種外因給產品帶來的不確定性。
在供應鏈方面，自主設計晶元能提升廠商的話語權，在採用別家的晶元時不會完全陷入被動，更不會說因為供貨短缺導致手機錯過熱銷期，造成利潤損失。
第三，完善產業鏈。
漲價已經成為了2017年智能機市場的主流。從旗艦產品到千元機，智能機的價格都在上漲。究其原因，在於國內廠商對於供應鏈並沒有完全掌握。由於核心元件都是進口產品，只要成本上漲，國內廠商為了避免虧損，就只能選擇漲價跟進。而自主設計晶元的成功，會大大降低國內廠商對海外市場的依賴，提高溢價能力
如何看待廠商自主設計晶元
儘管自研晶元有如此多的優勢，但是廠商進入這塊領域就一定能夠成功嗎？答案並不樂觀。我們知道，自研晶元不僅需要巨額資金，還需要時間的積累。華為為了做海思，前後至少花了十年才成功。另外，高通依舊牢牢佔據著手機晶元領域的絕對霸主地位。如何說服消費者放棄高通選擇自家產品，對廠商無疑是巨大的挑戰。
但是正如之前所說，自主設計晶元對於很多廠商，尤其是中國廠商來說是不得不為的事情。
對於國產廠商而言，晶元不僅決定著手機的運行能力，晶元技術的高度，也直接影響中國科技公司在國際的話語權。
中國目前每年進口的工業品，只有兩個大類超過了500億美元，一個是汽車和零部件，我們每年進口746.1億美元，另外一個超過500億美元的進口工業品，就是大家熟知的集成電路了，集成電路進口遙遙領先所有其他工業品，排在第一位，其進口金額2271億美元，是第二名的汽車及其零部件746億美元的三倍。
雖然進入4G時代，國產手機銷售量大幅增長，創造了全球手機十強佔七席的成績。風光背後，依然是國際晶元市場沒有話語權，而利潤也是非常薄弱!
我國每年生產全球77%的手機，自主晶元卻不到3%。一旦外企對我們停止供應晶元，後果不堪設想。這也成了外企牽著我們走的霸權。這也讓我們不得不接受大部分錢被外企分走殘酷事實。這也刺激了中國企業要在晶元領域建功立業的心。
不難發現，國內廠商如此的動作頻頻，體現了國產晶元實力的上升，而國產晶元逐漸實現對國外廠商的逆襲，主要有三方面的原因：
第一，政策方面的支持促進集成電路產業持續快速健康發展；
第二，市場需求的旺盛使得國產晶元的崛起得到有力的保證；
第三，中國品牌手機的發展，為國產晶元實現逆襲提供了契機。
在展訊通信、海思半導體、聯芯科技國內主要IC設計企業，均已成功研發出北斗移動通信一體化晶元，這意味著智能手機等消費電子上將可大量安裝國產晶元。
然而，在高端市場上，國產晶元依然處於弱勢狀態，與中國品牌手機類似，國產晶元依靠中低端鋪場，雖可在短時間內得到市場份額上的提升，但對於長期的發展角度看是不利的，很容易陷入增量不增收的尷尬困境。而儘管當前國產晶元取得不小的進步，但核心技術仍然受制於人、嚴重依賴進口的局面短期內難以改變。
總結
無論是國外廠商，還是國內廠商，自主設計晶元都是獲得產業鏈話語權的重要方式，中國晶元廠商在自主設計晶元方面也是如此。
需要明白的是，國內晶元廠商和終端廠商都非常有必要實現自主設計，最主要的原因是：
首先，中國作為世界上最大的手機市場，無論是國外廠商還是國內廠商需要佔領這一市場都需要用產品來說。什麼樣的產品能夠說服消費者呢？自然是能夠滿足客戶需求和痛點的產品。而自主設計晶元能夠為手機廠商提供更多差異化的功能，而不是市場上千篇一律的產品。
其次，手機廠商自主設計晶元也在倒逼著晶元廠商進步。正是由於晶元功能的千篇一律才促使手機廠商需求變革，即便如此困難也要自主設計晶元。而晶元如果能夠設計出或者是協助廠商設計出客戶需要的產品，也不失為一種好的選擇。而這種模式就有別於傳統的產業鏈模式，就要求晶元廠商及時調整自己的定位。
以需求來驅動設計，用設計來滿足需求。國內晶元廠商需要明白，現在的市場已經逐漸從晶元廠商主導，轉換為了終端產品主導。晶元廠商的定位也從產品提供商向服務提供商轉變。只有掌握趨勢，才能掌握市場，把控未來！
文/半導體行業觀察 劉燚
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