北京时间 10 月 4 日晚,谷歌发布新一代旗舰 Pixel 8 系列,搭载了「自研」SoC—— Tensor G3。
Tensor G3 是基于三星 Exynos 2300 进行改造,CPU 采用了 1+4+4 的三丛集架构设计,由一个 Cortex-X3 超大核、四个 Cortex-A715 大核和四个 Cortex-A510 组成。GPU 则是 Mali-G715(Immortalis),支持光线追踪功能。
但除此之外,谷歌其实还在 Tensor G3 上设计和塞入大量自研处理器,包括一直以来的 TPU 张量计算单元、GXP 数字信号处理器和 BigOcean 视频解码器等。
和两年前谷歌推出的*代 Tensor 芯片相比,Tensor G3 多了更多谷歌的「元素」,三星 Exynos 的「元素」则被逐渐剔除。这是谷歌的既定路线,按照最新报道,谷歌已经计划到 2025 年推出完全自主设计的 Tensor 芯片,并将晶圆代工厂从三星换成台积电。
由此也能看出谷歌在手机芯片领域的决心和毅力。当然,最近几年有这方面想法的手机厂商不只是谷歌,OPPO、vivo、小米几家全球主要手机厂商也有。
今年手机行业的不可谓不激烈,从中端到高端市场,你方唱罢我登场。但手机厂商普遍还是明白,从长远来看,想要构建自家手机的核心差异化体验,还是得要从硬件底层核心的芯片入手。
这是一件很难的事,但也是不得不干的一件事,所以关键的问题还是怎么干?以谷歌、OPPO、vivo、小米四家来看,不同手机厂商的思路都有不小的区别,而目前来看,除了 OPPO 宣告了原本造芯路线的失败,其他造芯路线还要继续等待真正「开花结果」的一天。
01 OPPO 另起炉灶,大力出奇迹
2019 年底,OPPO 创始人兼 CEO 陈明永高调宣布,未来 3 年将投入 500 亿元人民币用于底层技术自研,最核心的项目便是由子公司哲库推进的自研芯片。OPPO 选择了一种*胆的造芯路线,成立一家独立的芯片公司,投入重金挖人、研发和生产,看上去进展是最为神速,但结束的也最为突然。
今年 5 月,OPPO 宣布停旗下芯片设计公司哲库科技(ZEKU)所有业务,此时距离哲库成立仅仅也只有四年,距离陈明永重申对自研芯片的决心更仅有半年。
这四年 OPPO 的造芯之路不是没有成绩:
2021 年发布马里亚纳 X,同年员工人数超过 2000 人,国内仅次于华为海思。2022 年发布马里亚纳 Y,还有一款电源管理芯片 SUPERVOOC S。并且根据供应链流出的消息,OPPO 已经在今年成功实现了* AP(应用处理器),并将于今年晚些时候采用台积电 6nm 生产。
另外按照计划,WiFI、蓝牙和 gnss(全球卫星导航系统)定位的融合芯片也会在 8 月开始流片,更是在 2024 年尝试整合 AP 和 BP(基带芯片)的手机 SoC 进行投片。
OPPO 最终放弃自研芯片的原因众说纷纭,但毫无疑问是受到了作为主航道的消费电子,尤其手机市场的影响。步步高创始人段永平在评价这件事的时候就说了一句,「改正错误要尽快。」
OPPO 的问题可能并不在于芯片设计能力不足,而是自己以手机为主的消费电子业务,远远还不能匹配和承担自研芯片带来的巨大好处和成本。
02 谷歌「借鸡下蛋」,徐徐图之
除了自研的谷歌 TPU(神经网络引擎),*代谷歌 Tensor 基本与三星 Exynos 2100 非常相近,所以与其说这是一款谷歌的自研手机 SoC,不如说更像是三星为谷歌打造的高度定制芯片。
而紧随着的 Tensor G2 也不例外,同样是在 Exynos 2200 上进行定制设计,包括即将在 Pixel 8 系列上搭载 Tensor G3 根据爆料也是基于 Exynos 2300。
但不一样的是,谷歌在每一代 Tensor 里都塞下了更多自己设计的芯片,去掉了更多三星 Exynos 的芯片,TPU、ISP、WiFi、电源管理、视频解码……按照规划,谷歌预计将在 2025 年「脱离」三星 Exynos,真正采用自主设计的自研芯片,并采用台积电工艺。
公元 1 世纪,希腊作家提出了「忒修斯之船」的问题,即忒修斯所有木头全换掉之后还是原来的忒修斯吗?再回头看看谷歌 Tensor,原来只是在三星 Exynos 的基础上做了比较少的改动,但随着时间推移,对 Exynos 的改动越来越多,等到更多「零件」都换掉后,谷歌 Tensor 还会被视作三星 Exynos 的深度定制版吗?
显然不会,而这也正是谷歌自己的造芯之路。
03 vivo 小步慢跑,先聚焦在影像
相比 OPPO,vivo 则走了一条截然不同的道路。
7 月底,vivo 发布了三年来的第四款自研影像芯片 V3,这也是旗下*个采用 6nm 工艺的自研芯片。围绕 vivo 造芯,一个很明显的特点是聚焦在影像 ISP 上,而没有选择手机 SoC,一方面当然是因为 SoC 很难,但另一方面也是因为在巨大投入的前提下,对 vivo 来说,自研 SoC 很难形成差异化的竞争力。
相反,自研影像 ISP 则是一种投入产出比更高的做法。手机影像本身已经成为了消费者选择手机的关键因素,能够切实地支撑销量的提升,而自研影像 ISP 不仅能固化 vivo 的影像算法,积累优势,同时也在更进一步做准备。
事实上,vivo 从来就没有笃定以后不做 SoC,从 V2 开始就将 ISP 架构升级为了 ISP+AI 架构,V3 更是承担更多的 AI 计算需求,还在研究传感器芯片技术,尝试用单独的电路实现单个像素点的 ISO 可调节。
vivo 不是国内手机厂商最早自研芯片,甚至在步子上显得非常谨慎,当然你可以说是保守,但毫无疑问,vivo 的每一小步都走得很扎实,即不脱离实际应用价值,也在徐徐接近技术的深水区。
04 小米放低身段,「农村包围城市」
小米是做过手机 SoC 的,就是 2017 年的澎湃 S1,但结果败得一塌糊涂,制程工艺落后了 4-5 年,基带也有巨大的鸿沟,而澎湃 S2 则是遥遥无期。
2020 年,雷军正式承认了之前自研手机 SoC 的失败,同时他也提到了自研芯片的计划还会继续,于是之后我们就看到了自研影像芯片澎湃 C1、充电管理芯片澎湃 P1 和电池管理芯片 G1。小米明显更务实了,就像小米集团总裁卢伟冰说的,明白了「芯片投资的复杂性和长期性」。
坦白说,这些芯片相比 SoC 难度骤降,更何况像澎湃 P1 还是与南芯共同研发出来的。此外,小米从 2019 年开始还进行了大量芯片相关的投资。小米显然是选择了与 vivo 类似的稳步慢走战略,不同的是,小米基于自己的 IoT 乃至汽车业务,希望从各种小芯片做好,既能服务到更多产品并分摊风险,其实也在为「重返 SoC」做好准备。
在 2021 年央视纪录片《强国基石》中,小米 ISP 芯片架构师左坤隆其实就透露了,小米将以 ISP 作为自研芯片的起点,重新回到自研 SoC 的道路上。
写在最后:
我们都知道,自研芯片,尤其自研手机 SoC 是一件非常难的事情,全球也不过仅有三家手机大厂做成了,三星本身就是半导体巨头,华为很早也开始了集成电路的研究,还有庞大的企业业务利润支撑,苹果则有高额的手机利润支持。
这些优势是今天手机厂商造芯新势力都不具备的,当然无法简单地复制。更何况时移世易,智能手机早已触顶,几家主要厂商也占据了大部分市场份额,销量增长谈何容易。
小米、vivo 以及谷歌自然也是慎重地考虑到了这一点,选择了更稳妥、也更适合自身的造芯之路。至于 OPPO,可能还是犯了小米过去犯过的错误,错估了芯片的「长期性和复杂性」。
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