?国产SoC的破局猜想

后海思时代，如何成为SoC的领头羊？

作者：九林 
当华为海思因制裁而倒下，曾经驰骋于手机、安防等领域等的海思SoC销量逐渐下滑。 手机SoC芯片上，国内仅剩一颗独苗——紫光展锐。在与传音、摩托和中兴合作的基础上，2021年紫光展锐陆续拿到了头部终端厂商荣耀、Realme和三星的4G SoC订单。2021年紫光展锐智能手机SoC出货量约为7080万颗，同比增长约220%。 后海思时代，国内企业如何成为SoC的领头羊？ 
国内SoC究竟怎么样？ 
SoC（System-On-Chip), 即片上系统。在20世纪90年代中期，因使用集成电路实现芯片组的方法受到启发，于是萌生了将所有不同功能块直接集成于一颗硅片上的想法，SoC芯片就此诞生了。 自研SoC门槛很高。 从最近跨界造芯的手机厂产品中可见一斑，OPPO推出的NPU芯片马里亚纳MariSilicon X、小米推出ISP芯片澎湃C1、vivo发布V1、V1＋等，这些芯片都是针对一个特定专用功能进行优化和提升，NPU与ISP也是专门负责视觉处理工作区域，这些芯片中都没有SoC的身影。 手机SoC中集成了ISP、DSP、NPU、CPU、GPU、Modem等等不同处理单元。因此，高难度的SoC芯片在手机厂中只有三星、苹果与华为有实力研发SoC芯片。华为海思的麒麟系列SoC是华为自主设计研发，其对标苹果A系列，高通骁龙，以及三星的猎户座处理器。 但在台积电不再为华为代工后，国产最强SoC也走到了尽头。 手机SoC芯片遇冷 随着新冠疫情已持续三年，消费电子需求从最初的大爆发逐渐减缓。在手机SoC逐渐成熟下，由于缺少杀手级应用，消费者换机欲望降低。根据CINNO Research数据，2月中国智能手机SoC市场销量在1月环比、同比双升后出现回落，整体市场终端销量环比下降约24%，同比下降约20.5%。 由于海思受到制裁，已经无法再生产麒麟芯片，目前的市场份额已由2021年同期7%跌至1%，手机SoC全球排名第六。 目前头部终端厂商中仅剩苹果和三星采用自研主芯片，除此之外，手机SoC最大的供应商是联发科和高通。根据群智咨询（Sigmaintell）调查数据显示，2021年，高通和联发科两家在智能手机SoC市场市占约70%，逐步形成了双寡头竞争的格局。 SoC上游产业链难以形成闭环 由于SoC芯片集成AP、BP、ISP和NPU等模块，SoC芯片的规模一般远大于普通的ASIC，加上深亚微米工艺带来的设计困难，SoC设计的复杂度大大提高。无论是工艺还是流片成本都非常高。目前智能手机SoC芯片制程大多在12nm以下，高端旗舰机以7nm为主流，除了联发科Helio P65、P90和G90等少数芯片以外，其他最新上市的SoC都已经跨过了10nm工艺的门槛。 而中国最先进晶圆代工厂——中芯国际，由于美国的制裁，目前最先进的制程只有4nm，乃至风险量产的N+1、N+2，距离芯片制造龙头台积电3nm工艺相差2-3代的技术工艺。目前，成熟工艺（28nm以下）仍然是中芯国际的主要营收来源。 

中芯国际2021年财报 尽管中芯国际联席CEO梁孟松此前曾披露，中芯国际的28nm、14nm、12nm、N+1等技术均已进入规模量产，7nm技术开发已经完成，但目前国内确实没有能够量产12nm制程以下的晶圆代工厂出现。 由于晶圆制造出现了寡头局面，台积电与三星合计市占比达到71%，目前12nm以下先进制程也主要由台积电和三星代工。 国产SoC破局之法

在受到制裁的情况下，中国半导体不仅需要发展自身，与此同时也需要面对国际大厂的竞争。这就使得在技术、积累、价格方面本就不占优势的中国厂商在激烈的市场竞争中处于越发劣势的境地。
 因此，对于中国企业来说，寻找龙头尚未发现的细分领域并将该领域完全占据变得尤为重要，蓝海市场集中度高、竞争者较少，因此蓝海对于国内企业来说是挑战也是机遇。 例如2004年进入车载CIS市场的韦尔股份，在全球车载CIS市场中大幅领先全球排名第二，2019年占据全球29%的市场份额。而CIS市场的高端老玩家索尼与三星进入车载CIS市场较晚，索尼在2015年宣布进入车载CIS市场，三星则到2021年才进军车载CIS市场。也因此，哪怕是索尼在2019年的车载CIS市场中的市占率也仅仅达到3%。 从细分领域出发 ，更能够发挥中国SoC芯片的优势。尽管对于手机SoC芯片国内稍显落后，但随着智能汽车、物联网的发展，SoC在这两方面的应用也逐渐增多。由于物联网等其他应用领域SoC制程在30nm以下，发展相关SoC芯片在制造方面能够完美契合国内晶圆代工厂的水平，无需担心国内产能。 汽车芯片正从MUC进化到SoC 智能座舱时代主控SoC芯片替代多个传统MCU功能芯片的趋势已经明晰。 传统的汽车座舱,每个ECU所进行的运算,都是简单的逻辑指令,并不需要复杂的运算能力,但是智能座舱的数据处理复杂程度呈指数上升趋势,往往需要一颗芯片驱动多个系统和多块屏幕,所以必须选择高度集成CPU、GPU、NPU等多个模块的系统级SoC芯片。 国内全志科技从平板电脑SoC起家，成立于 2007 年 ，产品广泛适用于智能硬件、平板电脑、智能家电、车联网、机器人、虚拟现实、网络机顶盒以及电源模拟器件、无线通信模组、智能物联网等多个产品领域。 其在智能车载方面在车载人工智能和语音识别方面，与科大讯飞签订战略合作协议；目前公司前装市场，在乘用车方面，长安、上汽、一汽多款车型搭载 T 系列车规芯片大批量上市，T系列前装年出货量已超过百万。 北京君正一举突破中低端市场，继推出针对摄像机的T系列AI SoC芯片后，2021年还推出了针对NVR的A系列产品，实现了前后端的完整布局。 地平线，主控芯片SoC是硬件的核心，而地平线的征程系列芯片就是国内汽车AI芯片的头部厂商。地平线征程系列芯片累计出货量已突破100万片，在售的征程系列芯片包括征程2、征程3和征程5，适配从低到高的自动驾驶等级，预计2024年会推出征程6芯片。征程系芯片已经在理想、上汽、长安和奇瑞等汽车厂商上应用。 AIoT成为国产SoC突破领域 基于 AIoT 时代非电子产品电子化、简单电子产品智能化的发展趋势，电子产业链下游的品类扩张仍在进行时，根据 IDC 数据，2020 年全球物联网支出达到6904.7 亿美金，其中中国市场占比 23.6%。 当海思倒下后，紫光成为“后海思”时代最被看好的国产芯片厂商之一。 紫光展锐也从细分领域——物联网，开拓出属于自己的道路。据Counterpoint最新研究报告显示，展锐在2021年第三季度全球蜂窝物联网芯片市场占据26.8%的市场份额排名第二，并在LTE Cat.1芯片细分赛道上超越了高通成为全球第一。 瑞芯微是国内音视频主控SoC的先锋，其产品以系统级智能应用SoC为主，包括电源管理芯片、无线连接芯片。其芯片客户包括索尼、华为、OPPO、vivo、华硕、海尔等，智能物联芯片的销售收入占所有 SoC 芯片比例从 2016 年的 12.54%上升至 2019 年上半年的 41.07%。 乐鑫科技，主要产品是物联网Wi-Fi MCU SoC通信芯片及其模块在全球市场份额中排名第一，占30%。目前，公司已经建立了一个完整的物联网解决方案，连接硬件、软件、云平台。下游产品主要是智能家居、电子消费品、传感设备和工业控制，主要客户有涂鸦、小米等。 晶晨股份是国内多媒体终端SoC龙头，是国内极少数的电视芯片供应商。立于2003 年，聚焦多媒体智能终端应用处理器芯片的研发、设计与销售，产品主要应用于智能机顶盒、智能电视、AI 音视频系统终端、无线连接及车载信息娱乐系统等科技前沿领域。 富瀚微ISP芯片的ASP（产品单价）为0.6~0.8美元，在该领域为绝对龙头，全球市占率在60%以上。IPC SoC应用于网络摄像机，集成ISP和编解码模块，未来升级方向包括超高清和智能化。 SoC的角逐之战

SoC是集成电路发展的必然趋势。在物联网和智能汽车发展的时代，国内企业更需要抓住细分领域。
 充分利用我国经济调整发展和巨大市场的优势，精心规划，重点扶持，力争通过10年或略长一些时间的努力，充分掌握集成电路设计、生产的关键技术，提高国内外市场占有率和国内市场的自给率。 SoC芯片发展之路任重而道远。 

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