国产厂商自研芯片,到底面临哪些困难?

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自华为制裁事件后,越来越多的国内手机厂商意识到,只有自己掌握核心技术才能不受掣肘。于是,纷纷改变以往靠进口芯片组装手机的策略,招募芯片研发人才,开启了自研芯片之路。

今年 4 月,vivo 芯片有了新动作,刚发布的 X80 旗舰系列搭载了 V1+ 芯片,这也是目前业界唯一兼容骁龙、天机旗舰平台的自研图像核心。而在此之前,国内手机厂商在自研芯片方面进行了诸多探索,例如小米发布了 ISP 芯片澎湃、OPPO 的 NPU 自研芯片等。

掌握核心技术才有市场话语权,然而,高端芯片的设计和制造并非一蹴而就。目前,国内手机厂商芯片研发面临怎样的困难和挑战?技术上还需要攻克哪些难关?厂商们的芯片战略有何不同?

带着这些问题,凤凰网《新视界》栏目连麦 IDC 中国研究经理王希、信息化百人会特约研究员向远之、凰家评测数码主笔张昊,以期了解自研芯片技术和研发难度。

以下为采访实录:

芯片研发难在哪里

凤凰网科技:从去年下半年开始,国内手机厂商纷纷推出自研芯片。为何他们不约而同选择这个时间?

王希:自研芯片热潮从去年年底开始,其实是有大量的产品落地了,所以我消费者这有所感知。实际上,自研芯片量产落地至少要 2-3 年,所以厂商们在更早之前就已经布局了。在手机竞争没这么激烈的时候,大家都看到了未来的发展方向,为了提升自身差异化实力提前布局芯片了。

凤凰网科技:掌握成熟的主芯片研发技术需要多长的时间?

向远之:参照国外的芯片研发,一般而言是需要 5~10 年时间才能达到,比如,三星就是花了 10 年以上时间。从目前来看,我国芯片产业和国外顶尖芯片技术,还存在一定差距,所以要完全掌握先进的芯片研发技术需要 5 年以上时间投入。

凤凰网科技:芯片研发投入成本多高,能否举几个例子?

向远之:投入成本方面,今年的 2 月份美国就制定了芯片的争法案,然后提供了 520 亿美元来刺激美国的半导体产业生产。这是政府层面的投入,美国州政府也企业它提供 20 亿美元积极扶持措施。那么,三星在这种芯片技术的投资上,也是超越了千亿的。基础这些来说,国内芯片产业,每年这种投资可能都要在 50 亿以上,才能够达到一个基础效果。

国内厂商面临哪些挑战

凤凰网科技:当下,国产手机厂商自研芯片主要挑战是什么?

向远之:挑战方面,第一个是研发人才的缺乏。前十几前,国内人才大多流入了互联网产业,再加上高精尖技术的产学研体系和市场不够匹配,所以造成了芯片人才短缺的现象。其次,从技术来讲,由于芯片独特性能的高要求,国内厂商缺乏相关技术积累。这就需要国内企业有长期的战略眼光。我们可以看到,像 vivo 、小米等厂商已经开始进行了自研芯片布局,也希望他们坚持研发投入。

凤凰网科技:芯片制造,是比芯片设计更加艰难的一个事情,难在基础研究上面,特别是一些基础材料,它需要很多的投资,见效也很慢。除了人才和技术积累,国内手机厂商自研芯片现在还有哪些困难?

王希:影像芯片、或者说任何的基于芯片级的研发也好,从立项到最终量产产品,至少是需要 2-3 年的一个周期。目前,厂商们面临难点就在于,需要提前预判 2~3 年后的技术路径,并且基于技术路径去做开发。此外,2~3 年后芯片产品落地,他们关注的核心技术点,是否能打动消费者。

我认为这是最大的一个挑战,因为消费者的需求是不断变化的,厂商们需要进行深入了解市场需求后,再进行芯片研发设计。

凤凰网科技:为何都选择从 ISP 芯片入手而不直接做 SoC 呢?

向远之:首先是 ISP 芯片的技术难度相对较低,投入资金也相对较少,试错空间比较大。然后,这类芯片可以和手机更好的匹配,能够大幅提升手机拍照功能。所以,现阶段来说,手机厂商选择 ISP 芯片无疑是一个不错的选择。

张昊:手机 SoC 包含 GPU(图形处理器)、BP(基带芯片)、CPU(通用处理器)、、ISP(图像信号处理器)等。目前,大部分国内厂商使用高通的芯片,很多都是出厂就将 ISP 芯片集成在手机 SoC 上。不过,之前有专家说过,SoC 自带的 ISP 上很难实现算法下放,想要更好的发挥算法能力,自研 ISP 芯片至关重要。

核心技术的差异化竞争

凤凰网科技:目前,在采用相同 SoC 芯片(系统级芯片)平台的大背景下,各手机厂商新一轮的技术竞争进一步下沉至提升某些关键性能的芯片端。您怎么看待国内头部手机厂商,比如 Vivo、荣耀、华为他们在这方面的布局?

向远之:目前,整体方向来说,厂商们都在布局芯片。差异化方面,比如像 vivo、小米,他们更愿意去满足年轻人多元化、时尚化的需要,所以会布局提升影像、游戏体验等垂直性能的芯片,这也能提升他们的差异化竞争力。

凤凰网科技:自研芯片如何与手机软硬件实现协同,它能给手机影像功带来哪些提升?

张昊:以往,很多手机厂商都在高通和联发科这类芯片企业制定的规则里游走,只能在有限芯片里进行发挥,进行一些调整适配。比如,功耗或者发热一些问题,更新频率也不高。有时候,一颗芯片一年内或两年内只更新了 CPU 和 GPU。同一个参数下,各厂商若都用了同样的芯片,会导致手机性能越来越同质化。

现在,厂商纷纷自研芯片后,能给手机影像、功耗带来一些提升,也能作出更多的差异化。拿 vivo 自研芯片 V1+ 举例,它能实现 3D 实时立体夜景降噪、MEMC 插帧和 AI 超分三大算法进行硬件化封装,具备调度佳、速度快、能效高三大特点。结合 SRAM,将能效提高了约 300%,功耗降低了约 72%。

凤凰网科技:自研芯片是否能帮助国产手机向高端化市场突围?

王希:冲击高端化是有必要的,无论是在国内市场还是全球范围内的市场。过去 10 年,国内手机厂商都在持续走全球化路径。2021 年,中国手机品牌在全球范围之内的份额超过了 55%,这是一个比较高的数字,但是已经开始下滑了。

凭借机海战术获取市场份额的时代,基本已经告一段落了。接下来,要考验的就是各手机品牌的核心竞争能力,光学器件、影像芯片、软件算法,这些都是厂商高端化突围需要努力的方向。

Wodebiming98 发表评论于
美国的2mm, 中国的17mm
NIR 发表评论于
前几年,华为,小米,Vivo, 乐视等都把分部开到高通总部作邻居。华为hr 天天打电话到高通挖人。很多高通华人去了华为。偷人是最有效的手段。美国一制裁华为,这些人都树倒猢狲散了。自研芯片就是把别人家的技术人才挖过来。市场竞争嘛。关键人才挖的到吗?
roliepolieolie 发表评论于
现在怕习胖下台的原因就是怕他的大棋被后者半途而废了。这个大炼芯片就是一个耗尽厉害国国力的最好的办法,就跟大炼钢铁一样在全国各地留下一坨坨毫无用处的粗钢;同样的,习胖的封城大棋是自杀的最佳手段。

当习胖把前任留下的家业败光了,他自然没有能力再将中国毒瘤输送到别国。所以,一定要支持他永远当主席。习总加速师加油!
生肖迷宫 发表评论于
思想还在大跃进时代,搞啥芯片,搞女人不是更爽
相信事实 发表评论于
美国理论上当然可以制造裤衩满足自己的需要,可是却事实上做不到啊,因为美国佬太懒,成本太高呀。芯片也一样,美国自己不愿意生产中低端芯片,所以缺芯,于是就什么都缺货。

高端芯片固然重要,但绝大多数产品并不需要它,没有中低端芯片,那就影响你生活,你能抱着苹果手机吃吗?
6ba6 发表评论于
过几年大妈没劲折腾自拍滤镜,就没有了高端芯片的需求!
Timberwolf 发表评论于
最大的困难是听话能干活嘴巴又紧的农民工不好找,否则汉芯早把摩托骡拉之流打得满世界找牙了。

兔比兰伯王 发表评论于
芯片是个全球合作的大产业,整个行业都靠中国自己搞

几万亿美元加几十年都不一定能成!
945555 发表评论于
反正无论如何整,咱中国都是最大赢家,对吧?
西岸-影 发表评论于
这里谈论的芯片全部指的是手机芯片,几纳米级的,而不是其他的比如军用芯片。
芯片集成度越高,不仅体积小,最重要的是降低能源消耗,使得同样电池下续航力增加,因此手机芯片的盈利水平大大高于其他芯片,大家都想占有这个市场。如果不要求耗电量小,是不需要那么先进的芯片的,谁不想用便宜的?
中国在芯片设计和封装上都是世界一流水平,缺乏的是制造芯片的小纳米光刻机技术。而光刻机只有荷兰制造,其中含有美国一些专利,荷兰作为小国承担不起美国的压力。
但美国最终会栽在这事情上。美国市场上汽车70%以上的零部件来自中国制造,一辆车需要一百多个芯片,都属于低阶芯片,挣钱不多的,中国都可以制造,满足中国不难。
这事情有一个特点,做不了苹果手机级别的芯片可以做大哥大使用,不那么先进但可以用。但如果不能制造手机,哪怕有苹果级别的芯片也是没有产品,美国如今买不到新车就是因为这种局面。
照妖镜007 发表评论于
美国贸易战科技战副作用开始现象,倒逼中国产业升级,对中国是好事,中国搞成一个,就会敲掉美国一个饭碗。
锦西 发表评论于
还是研发能力不足。这原因,那原因,就是不找人才不真实的问题。没有自主爱科学,只有为了什么,找一大堆理由,证明自己没责任。胡吹六拉有本事。缺乏原动力。
泰傻 发表评论于
答:初步判断,国产厂商所面临的真正困难,在于缺乏习近平总书记关于国产芯片发展理念和所指明的具体自研方向,回答完毕。
tina0 发表评论于
芯片设计和制造是两个不同问题。中国在芯片设计上落后,现在正在追赶,在制造上更落后,恐怕连追赶都还谈不上,尽管也加大了投资,但大多是起哄,借着风潮蜂拥而上,想赚国家补贴的便宜而已。

楼下的是一个典型的中国无赖,一副我是流氓我怕谁的嘴脸。呵呵。 中国不过是制造低端芯片而已,而且大多还是韩国,台湾(不是中国,别往中国脸上贴金)和美国企业为了节省成本而投资的,中国没有任何知识产权。动不动就说中国,其实不过就是卖苦力而已。 中国如果不出口芯片,从哪儿赚钱? 让那些工人去喝西北风吗?中国求这些外国企业进来设厂生产芯片,不是为了给全世界做善事,是为了中国自己,去问问习大,他敢不出口吗?

一个电子产品有高端也有低端芯片,任何芯片短缺都会对生产造成问题。美国制造的芯片种类少,但大多是高端,具有特定功能的芯片。美国意识到对中国在芯片和其它产品制造上的依赖是一个问题,正在调整。一方面是鼓励把生产制造搬到美国,如果不行,分散到中国以外的其它国家是第二选项。别拿中国开始研发高端芯片说事儿了,还一旦成功,如何如何。。。中国最喜欢搞这些假大空的东西,好像研发高端芯片就像小孩子过家家一样, 自己给自己壮胆而已。再说,如果不成功怎么办? 美国把低端芯片制造搬回来或分散到其它国家,跟中国成功制造高端芯片,哪个更容易做的到?还要等“一旦成功”怎么怎么样,在没成功之前,美国就已经完成脱钩了,傻瓜。
ali88 发表评论于
就像皇帝织新衣。
ali88 发表评论于
领导不懂,骗子太多。
GoHabs 发表评论于
“一旦成功了”,洗洗睡吧,梦里什么都有。
相信事实 发表评论于
现在全世界的很多产品都缺芯,为什么?不是说西方已经走出疫情全面复工了吗?美国不是芯片大国吗?原来世界上绝大多数的芯片并不是西方自己生产的,而是中国制造,亚洲制造。西方搞的只是高端芯片研发,而且并不是自己生产,所以中国不出口芯片,西方不缺芯才怪呢。

美国嚷嚷了好几年了要引进台湾、韩国芯片生产厂家,为什么?因为自己无法生产芯片啊。

你封锁我的高端技术,我就可以减少中低端产品出口,彼此彼此。中国开始研发高端芯片,一旦成功了,中国将掌控整个高中低芯片的决定权,继续逼迫吧,看谁笑到最后。
老柏树 发表评论于
XM说到点子上了,老想举全国之力弯道超车抢别人饭碗,把别人搞怕了,所以这最后几个金饭碗绝不能让你抢走。
roliepolieolie 发表评论于
独裁社会干什么都是单一目标。大炼钢铁时把已经是铁的锅砸掉去炼;武汉病毒时全社会只认病毒,其它的病一律不管;芯片缺了又是砸万亿搞芯片。这种社会永远没法领先。
roliepolieolie 发表评论于
到处都是困难。巨量投入最后一地鸡毛,现代版的大炼钢铁。
5mslj 发表评论于
普世社会不能让信独裁的做大,就这么简单。
groogle 发表评论于
都是短期行为 没见哪个大企业投个项目能坚持五年的
陶次瓦 发表评论于
哪些困难?EDA,Fundry,FAB,光刻机,哪一个做成了?
Sam大树 发表评论于
全世界都把台湾的FAB拷贝一下,各玩各的,
欧美亚自成体系。
llarry 发表评论于
这几个货就这样蒙英明的习胖子?
一年回国一次 发表评论于
一帮手机商临时抱佛脚,自研2-3年就量产的芯片,真的能用吗?
心无所住 发表评论于
美国能单独生产光刻机?台湾能生产?不都是几十个国家凑齐了开发吗?
美国就剩这条高傲的底裤了,过不了多就,也会被扒下来的,呵呵
gpu 发表评论于
这是整个教育以及科研行业过去近40年自费武功的结果,那时陈敬打磨摩托罗拉DSP就已经充分显示了那种只重视投机,不注重投入基础研究。又过了几十年,基本功更被荒废,而面子工程吸取了大量的资金投入,整天做梦弯道超车。没有革命性的基础研究发现,怎么可能真有机会弯道超车?
心无所住 发表评论于
这两年国产芯片占有率高了很多,达到63%

最近看一份报告,国内的芯片厂商资本支出明显偏向购买国产设备,担心买外国设备,无端受到制裁
吃货2001 发表评论于
5年前就这么说
我要真普選 发表评论于
最困難的是要學習,習近平新時代中國特色社會主義思想。