高通拿下字节背后：五大芯片巨头斗法元宇宙

揭秘“元宇宙”芯片功臣，十年后虚拟、现实将结合？作者 |  高歌
编辑 |  Panken芯东西3月1日报道，昨日的巴塞罗那MWC世界移动通信大会上，高通CEO克里斯蒂亚诺·安蒙（Cristiano Amon）宣布和字节跳动合作，对XR（AR/VR）设备、软件平台、开发者工具等进行开发。作为安蒙钦点的元宇宙钥匙，XR平台已成为高通的重要发展方向。尽管元宇宙概念短期内难以实现，也催生了很多靠着炒作概念兴起的泡沫，但较为先进、包容的概念在技术上却切实的为芯片行业带来了发展的机会和目标。调研机构TrendForce曾提到元宇宙比网络世界更为复杂，需要更强大的数据运算核心、传输庞大数据的低延迟网络环境，以及具备更佳显示效果的AR/VR设备。这种需求将会带动芯片产业在存储、网络、显示、算力等多个方面的实力，倒逼厂商进行技术升级。在很多分析师和调研机构看来，在元宇宙热潮中，除了各类游戏公司、VR/AR公司外，芯片公司将是元宇宙概念最主要的受益者之一。同时，如果想要元宇宙这样一个庞大的虚拟世界，无论是市场需求还是算力需求都要大幅提升，高通、联发科、英伟达、英特尔、台积电等芯片厂商都从自己擅长的领域开始布局，以成为元宇宙这一未来世界的基石。其中，高通主攻AR/VR芯片市场，和微软、字节跳动宣布合作事宜；联发科在多媒体、网络连接、移动处理器等领域都有布局，网传要成立元宇宙事业部；英伟达和英特尔在硬件提供算力基础外，都有完整的软件生态，英伟达的Omniverse平台更是让很多人提前看到了元宇宙的美好未来；台积电则表示，十年后虚拟和现实世界将会密切结合，而台积电对于这种结合有着深厚的技术积累。五大芯片巨头对于元宇宙概念的布局和抢滩正在进行，摩尔定律放缓、芯片制程步入埃米级的芯片行业或许将迎来新的发展动力。
01.高通：拿下AR/VR芯片市场和微软、字节合作打造XR设备

昨日，高通首席执行官克里斯蒂亚诺·安蒙（Cristiano Amon）宣布与国产AR/VR龙头Pico及其母公司字节跳动建立重要伙伴关系，双方将就XR（AR/VR）硬件设备、软件平台和开发者工具开发方面进行合作。类似的合作还出现在今年1月的CES 2022上，高通和微软在AR领域达成合作，将共同研发定制化的骁龙芯片用于AR眼镜中，并计划集成Microsoft Mesh应用和骁龙Spaces XR开发者平台等软件。在去年年底的高通投资日上，安蒙着重强调AR/VR（XR）设备将成为元宇宙的钥匙，并将其和PC采用移动技术、数字汽车、工业4.0等趋势并列，认为将成为高通未来最关键的发力方向之一，并且预计目前相关芯片在2021年已经出货达到千万数量级。“元宇宙”的概念最早出现在近30年前尼尔·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小说中。近年来，元宇宙开始被描述成为数字世界的终极梦想，在摩尔定律的驱动下，它将在信息丰富、实时连接、全球互联的虚拟现实和增强现实世界中，让全球数十亿用户以全新方式进行工作、娱乐、协作和社交。元宇宙的关键入口是AR/VR（增强现实/虚拟现实）设备，其和元宇宙的发展有着强相关。但距离在AR/VR设备上实现元宇宙，如今市面上的处理器芯片在图像处理能力、分辨率、能耗比和网络连接与传输上都存在很大差距。当前，在AR/VR设备市场，高通是主流的AR/VR芯片供应商之一，其骁龙XR系列和骁龙8系列处理器成为了目前Pico、Quest等主流AR/VR设备的选择。

▲基于高通骁龙XR1的AR眼镜（图片来源：高通）

作为发家于通信技术的芯片巨头，高通在通信方面有着大量专利许可，握有移动通信领域的核心技术，是移动无线通信领域的终极大佬。而在半导体芯片方面，高通正努力拓展XR生态，以成为AR/VR领域的“英特尔”。去年11月，高通推出头戴式AR开发套件骁龙Spaces XR开发者平台，该平台能够实现一些主要的环境理解特性，包括空间映射与空间网格、遮挡、平面探测、物体与图像识别和追踪、本地锚点及其持久性以及场景理解。高通还收购了手部追踪和手势识别方案提供商HINS SAS的团队和部分技术资产，使高通的XR产品具备更好地手部交互体验。
02.联发科：多元化布局网传要整合多部门进军元宇宙

作为高通在智能手机处理器市场上的主要竞争对手，联发科自然不会放过这样的机会。联发科首席执行官蔡力行曾称，联发科拥有全方位、多元的产品组合，具有低能耗、低延迟、终端运算、巨量物联网、宽频联网、AR/VR以及元宇宙等优势，将在元宇宙和数字转型中扮演关键角色。具体到技术与产品，联发科在5G、智能手机、物联网、连接与网络技术等领域均有较为深厚的技术积累，其子公司达发科技（前身为络达科技和创发科技）同样在蓝牙无线音频、网络连接、交换器芯片等领域有着布局。

▲络达科技

此外，联发科通过Gaintech等子公司在中国大陆、中国台湾、欧美、印度、日本甚至非洲等地区和国家进行了大量投资布局，在射频、指纹识别、人工智能、物联网等多个领域投资了像唯捷创芯、汇顶科技、常忆科技、矽实科技等头部公司。蔡力行公开发言中谈到过，联发科在IP、技术、功耗等表现上是少数发展元宇宙技术准备就绪的公司，而元宇宙这一概念所需要的算力、低功耗、低延迟等技术正是联发科的强项。近日，更有网传，联发科计划利用在连接、传输、5G、边缘计算、多媒体等领域的优势，整合旗下物联网、TV等芯片，成立全新的“元宇宙事业部门”。虽然消息并未实锤，但也可看出联发科在多个领域抢先布局的优势。
03.台积电：未来十年后虚拟世界将和现实世界结合

如果说高通和联发科两家芯片设计公司，占据了元宇宙的底层。那么对于台积电、三星等具备先进制程（7nm及以下）芯片制造能力的玩家来说，或许会成为元宇宙最大的受益者。去年12月，台积电董事长刘德音预测，未来十年后，由于资料产生、运算与传输大幅增加，人们会逐渐感受到真实与虚拟世界的结合。未来，AR/VR设备将取代手机，对人类和虚拟世界产生颠覆性的改变。在他看来，现在AR/VR设备的缺点在于装置过重、续航较低以及成本较高，但这些缺点同样曾存在于20年前新兴的手机中。如果VR/AR设备想要想手机一样普及，在重量、体积等方面都要有100倍以上的提升，这都需要以半导体为基础。刘德音认为，相对以前主要的发展目标是降低半导体成本，未来半导体制造将作为开放性的创新平台，让新应用可以更快地为半导体带来创新价值。针对元宇宙或英伟达的Omniverse平台这样虚实结合的应用，台积电也很早就在开发相关技术。美国金融服务公司Morningstar今年发布的一份报告显示，元宇宙将为芯片制造行业带来“不平衡（uneven）”的发展。根据该报告，由于元宇宙中的许多工作负载和应用都涉及对海量数据的实时处理，这将要求所涉及的芯片必须位于先进制程节点，这将为先进制程玩家带来巨大的好处。相对来说，中芯国际、联电、格芯等成熟制程玩家，可能只会受益于电源管理和显示驱动芯片等价值较低的部分。

▲台积电董事长刘德音

04.英特尔：将元宇宙分为三层千倍级现有算力才可能实现元宇宙

英特尔公司高级副总裁兼加速计算系统和图形事业部总经理Raja Koduri在2021年12月分享了英特尔对于元宇宙的看法。英特尔将元宇宙的技术分为三层，分别为元智能层（meta intelligence layer）、元操作层（meta ops layer）和元计算层（meta compute layer），分别提供统一的编程模型以及开放的软件开发工具和软件开发库、超越本地的可用算力、实现元宇宙体验的原始动力。对英特尔来说，其CPU、GPU和IPU等产品位于元计算层，oneAPI等软件方案则位于元智能层。

▲英特尔产品在元宇宙的位置（图片来源：英特尔）

如果要打造真正持续运行且极具沉浸感的计算体验，并让数十亿用户能够实时访问，Raja Koduri预计需要将现有算力的1000x（千倍级）提升。为了实现算力提升，英特尔正在推动和布局晶体管、封装、存储、互连等很多技术创新，以及全新的算法和软件架构。
05.英伟达：Omniverse打造“永远在线”虚拟世界

相比其他芯片公司，英伟达在元宇宙热潮下显得格外特别。去年11月，英伟达在GTC大会上，将其Omniverse平台定位为“工程师的元宇宙”，整合了自身GPU、CUDA、实时光线追踪技术等软硬件技术，可以实现工厂、虚拟人、城市等各个层次的虚拟世界，通过“永远实时在线”让用户跨平台、跨地区在同一个虚拟世界中实现合作。事实上，英伟达早在2019年就已提出了Omniverse平台，并在2020年上线了Omniverse Open Beta公测版本，早于元宇宙这一概念的流行。凭借Omniverse平台，开发者可以在单个交互式平台上实时整合用户和主流行业3D设计工具，使产品具有实时、准确、逼真的光线追踪效果，以及构建模型一次便能够在不同设备上渲染的功能。

▲英伟达通过Omniverse打造数字版黄仁勋

去年4月的GTC大会上，英伟达通过该技术合成了14秒的假黄仁勋；在2021年11月的秋季GTC大会上，英伟达展示了Omniverse打造的黄仁勋Q版化身、虚拟厨房等多个应用场景。此外，英伟达用该平台进行自动驾驶仿真、洛克希德·马丁公司用其进行模拟、预测和扑灭野火工作，宝马则用它来打造数字孪生工厂。Omniverse打造的虚拟世界正在越来越多的行业中应用，推动技术发展。

▲宝马用Omniverse构建数字孪生工厂

而从硬件产品上来说，英伟达是GPU市场的龙头，针对人工智能计算，GPU比CPU更适于处理相应工作负载，在人工智能时代有着重要的地位。英伟达也早就对人工智能有所布局，已成为人工智能领域的巨头和关键供应商。此外，其RTX显卡产品具备光线追踪、快速渲染、AI增强图像和图像处理等功能，为元宇宙概念提供了可视化的芯片基础。软硬件的多种布局使英伟达成为了元宇宙技术积累最雄厚的公司之一。
06.结语：元宇宙带来发展目标与机遇仍待基础技术出现突破

随着摩尔定律面临挑战，芯片行业在技术演进方向、半导体周期、未来应用等方面上都存在一定的讨论。元宇宙概念的流行，一方面提升了未来芯片市场的预期规模，推动更多资本涌入，加速了行业发展；另一方面，元宇宙概念向半导体行业展示了一个长期目标，促进了制程、功耗、算力等方面的技术演进。但需注意的是，短期的资本追捧的泡沫并不能掩盖现有技术的不足，元宇宙需要半导体、AR/VR、人工智能等技术长久发展才能实现，炒作下的盛景和遇冷都不能代表真实的行业发展。