手機行業競爭格局變化——從供應鏈端的解讀

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2018年的尾巴里,寒冷突然來襲,「孟.晚.舟事.件」是年底最為沸揚的話題,不僅揭開了美.中的貿.易大.戰的蓋子,也揭開了5G標準之爭的激烈現狀。

對通訊標準表現最直觀的是手機,和我們每個人的生活息息相關。

手機廠商的這十年內也發生劇烈的變化,十年時間早已面目全非。

結合相關研究,從產業鏈的角度看中.美這次之爭,看手機行業發展變.局,會有更新的視角認識。

本文參考文獻:《為什麼全球最大的汽車市場卻缺少自主品牌?》 《全球半導體產業轉移啟示錄》《中美科技實力對比-體制視角》 《中美科技實力對比-關鍵視角》 《從互補走向競爭》

十年前,2008年的手機格局,放在現在來讀已然有些陌生,從國際品牌貿易機來看諾基亞、摩托羅拉、三星、LG、索尼愛立信是當仁不讓的帶頭大哥,聯想、夏新、TCL、波導、中興、天語可以排在Top15的國產廠商,但是在絕對量和份額上,總體份額不足30%。

2008年聯發科在手機晶片市場上的動作,致使手機產業鏈呈現出扁平化的發展。

這一年,中國的手機市場總體容量接近2億部;

十年時間,2018年,全球排在前面的手機品牌:三星、蘋果、華為、OPPO、小米、vivo,轉眼之間,手機行業機會成了中國品牌的舞台。

十年之間,眾多國際品牌紛紛退出,我們列舉一下那些我們熟悉的身影:諾基亞、摩托羅拉、索尼、夏普、LG、黑莓、愛立信、飛利浦……眼下的手機品牌只剩有中美韓三巨頭鏖戰。

中國國產品牌終於揚眉吐氣了,從整個產業鏈上,我們真實的情況又是如何呢?

中國品牌市場容量的出貨量已經排名NO.1,以華為、OV為代表的企業也在努力衝擊中高端的市場,蘋果一直在6000+以上牢牢的占據著制高地,三星的note和蓋世系列也有一定的份額,國產品牌不斷的在往4000+、5000+的價位段里去搏擊,雖有成效,但被消費者詬病也不少。

華米 OV四個品牌的出貨量已經在全球市場占比超過40%,在中國大陸份額里更是高達83%。

三星全球占比22%,蘋果全球份額13%,這緊存的兩個國際品牌中國大陸市場的份額可憐至極,不足10%,其中三星已經列入others(占比不足1%,忽略不計)。

早期的國產品牌更多是追隨和模仿,只能利用性價比、營銷手段和獨特的渠道模式,在中低端領域裡來占據一定的份額。

隨著華米OV等國產力量在研發投入的加大,開始引導整個行業的發展,比如OPPO Find X、vivo的NEX等新概念,成為了行業的引領品牌。

雖然蘋果全球出貨第二,但是以較高的品牌溢價占據全球手機市場的50%的銷售額和85%的利潤。

此前華米OV等國產品牌的利潤占比整體市場利潤的3%,但隨著行業技術創新減緩、換機周期的時長加大,國內三星份額的急速下滑、蘋果定價的高端化,華米OV國產品牌藉機依靠旗艦款升級來搶占競爭對手流失份額,旗艦價格衝刺到4000+以上(要知道在四年前,這個價位段是幾乎不敢想像的),利潤空間也大幅提升;

圖:蘋果三星仍占據行業大部分利潤,華為ov利潤提升明顯;

從智慧型手機專利儲備上看,所有手機廠商中,三星(包括面板、晶片、鏡頭、半導體等所有部門)以 32.4 萬專利總數和 18.9 萬授權專利數位居第一,從這個角度看,也不難理解三星在中國市場一敗塗地的情況下,依然在全球排名NO.1。

可喜的是,華為在數據傳輸、無線通訊網絡與數字數據處理三個領域的專利申請量也排名遙遙領先。

從專利質量來看,中國廠商與蘋果、高通和三星還有差距。

專利授權率方面,蘋果、三星、高通、華為、小米的專利授權比例(授權數/申請總數)分別為 70%、58%、42%、53%、7%;專利影響力方面,根據被引用率等指標對專利質量進行評分,超過 3 分即為高質量專利,其中蘋果、三星、華為、小米的高質量專利比例分別為 51%、5%、3%、9%。

高通壟斷的專利

所以,在許多核心技術方面,中國手機廠商仍需要依靠專利授權(或直接使用對方產品)。

在3G/4G 時代,高通就是通過掌握 CDMA(碼分多址數字式通信技術)核心專利並不斷增加相關技術的申請量形成專利池,全球專利占比一度超九成,形成壟斷。

通信行業的專利交易圖

按照手機組成的結構看,手機是由晶片、攝像頭、手機螢幕、傳感器、功能件、結構件、被動元件等組成。

從手機成本結構上來看,手機的三大件占整體正本的73%,其中手機晶片(46%)、手機螢幕(16%)、攝像頭(11%),這三大件是決定手機的最關鍵核心。

在整機市場的產業鏈端,這三大件的上游美日韓優勢明顯,但以海思、京東方、中國在晶片、屏顯、光學鏡頭等核心技術領域也有了明顯進步和突破。

打開蘋果XS看內部構造

我們以蘋果新的iPhone XS Max的組件價格來看: 最貴的是三星定製螢幕,成本90.5美元(約人民幣633元)。

其次是A12仿生晶片以及基帶,成本為74美元(約人民幣513元); 第三的則是機身存儲,成本64美元(約人民幣440元)。

第四是攝像頭,成本約為44美元(約人民幣300元) (蘋果在iPhone XS Max上為了抵消螢幕增大所帶來的成本增加,移除了之前在iPhone X上有的3D Touch部分組件,所以iPhone XS Max的螢幕成本控制在90美元左右。

並且iPhone XS Max的453美元的物料成本也刷新了蘋果物料成本高峰歷史。

蘋果xs成本一覽

晶片相當於手機的大腦,最為關鍵的核心,也占據了大量的成本,對手機品牌定位也有著重要影響。

現在的手機晶片集成了處理器、模擬和數字 IP 核、存儲器在同一晶片上,因此也被稱為 SoC也被稱為SoC(System-on-Chip系統級晶片)。

蘋果A系列晶片、高通驍龍8系列、三星獵戶座系列和華為麒麟系列等都是著名的SoC晶片。

(蘋果A系列SoC不包括基帶部分,基帶外掛)

SoC分為兩塊,即AP(應用處理器)和BP(基帶處理器)。

AP控制作業系統、應用程式等,主要集成了CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)和AI晶片等。

BP主要負責行動網路信號的傳輸、編碼與解碼,處理手機撥號和網絡連接等任務,其中負責信號接收與發射的部分稱為射頻,負責編碼與解碼的部分稱為數據機。

此外,SoC還包括存儲晶片、藍牙晶片、WiFi晶片和GPS晶片等模塊。

手機新品構造

下面分析以下 應用處理器(AP)的上游智造供應商;

高通是全球手機應用處理器市場霸主。

過去的三個季度,高通在AP市場的占有率達到45%,其次為蘋果(17%)、三星LSI(14%)、聯發科(14%),華為海思市場份額預計在8%左右。

其中蘋果、三星、華為晶片均只配套自家品牌的手機,高通則是小米OV的主要晶片供應商,聯發科主要側重於中低端市場。

手機應用處理器是一個高度壟斷的市場,能夠參與其中的玩家僅5家,其中美國高通和蘋果兩家合計就占據了62%的份額。

對於小米、OPPO、vivo等整機廠來說,晶片的研發成本高、周期長、風險大,目前還沒有足夠的研發實力。

以小米為例,小米為了第一代松果晶片砸了幾十億,並把唯一一款搭載澎湃S1的小米5C作為重磅產品推向市場。

雖然澎拜S1在CPU和GPU參數上和高通驍龍、海思麒麟並無多大差異,但由於處理器製程上明顯有落後,使得小米5C的續航和散熱能力受到詬病,最終也沒能如預期那般成為爆款。

因此小米在2017年2月發布松果澎湃S1處理器後,過了一年半時間也未傳出S2處理器的消息。

目前中國手機晶片設計廠商僅有海思憑藉華為在終端市場的表現維持約8%左右的份額,麒麟晶片的穩定性能也得到消費者的認可。

採用麒麟晶片後,2017年華為手機在價格300至400美金區間的銷量增幅高達150%。

應用處理器廠商份額

基帶處理器(BP):手機基帶處理器同樣是一個高度壟斷的市場,全球主要玩家只有高通、聯發科、三星LSI、海思、展訊和英特爾。

2018年Q1,高通市場份額達到52%,其次為三星LSI(14%)、聯發科(13%)、海思(10%)。

其中聯發科和紫光展銳(原展訊)均是側重中低端市場。

蘋果此前一直外掛高通的基帶處理器,儘管與高通發生糾紛後使得高通在BP市場份額有所下滑,但是英特爾則藉機進入BP市場,成為蘋果的基帶晶片供應商。

國內廠商僅有海思和紫光展銳能夠參與BP市場。

海思目前維持10%左右的市場份額,但展銳由於在4G領域的技術積累不夠、2G與3G手機出貨量下降,目前的市場份額面臨下滑趨勢。

基帶處理器中射頻晶片占到整個線路板面積的30%-40%,一款4G手機中前段射頻器件包括2-3顆功率放大器、2-4顆開關、6-10顆濾波器,成本達到8-10美元,而且隨著5G時代到來,未來射頻晶片的重要性還將進一步上升。

4G時代旗艦手機的射頻系統市場份額基本Skyworks、Avago(博通)、Murata、Qorvo、TDK五家美國和日本公司把持,中國在這個領域基本還處於空白。

4G 旗艦手機射頻系統主要由美國和日本公司提供
射頻器件主要供應商

存儲晶片方面:韓國在存儲晶片領域優勢突出並壟斷過半市場,中國短板明顯。

存儲晶片可以分為DRAM和NAND快閃記憶體,DRAM市場由三星、海力士和鎂光壟斷,NAND市場由三星、東芝、西部數據、鎂光、海力士、英特爾壟斷。

韓國在發展半導體初期將DRAM作為切入點,利用技術引進、收購、自主研發和反周期投資等多種手段建立技術、規模和成本優勢,連續多年市場份額超過80%,成為存儲晶片第一強國。

之後韓國將技術與市場優勢擴大到NAND快閃記憶體市場,2018年第一季度NAND市場份額也超過50%。

由於韓國在DRAM的絕對領導地位,除了美國鎂光仍占超過10%的份額,其他競爭對手的市場份額基本在1%左右,無法形成威脅。

華為海思雖然能夠自研應用和基帶處理器,但存儲晶片仍需依賴外部供應商。

我國在存儲晶片領域競爭力不足,兩個市場份額總額不超過1%。

福建晉華曾希望與台灣聯華電子合作開發DRAM,但由於聯華電子目前面臨鎂光盜竊技術產權的指控並遭到起訴,使得福建晉華與聯華電子的合作面臨不確定性,晉華本身也可能受到美國半導體設備和材料的禁運,DRAM開發進展可能受阻。

全球 DRAM 晶片市場情況

整體SoC對比:目前SoC市場中,有實力生產關鍵晶片的企業眾多,但能生產手機SoC晶片並具有一定規模的僅6家。

其中有能力生產高端晶片的(例如包括可以自主學習的NPU模塊、高性能低能耗等)僅高通、蘋果、三星和華為4家。

美國、韓國仍擁有壟斷地位,但華為堅持近10年自主研發,終於在2014年成功研製麒麟晶片、並引發巨大的市場連鎖效應,搭載自主晶片的Mate7和P8因此大賣,讓華為真正站穩了手機的高端市場。

華為海思競爭力的提升體現為兩方面:

1)市場地位與收入上升。

由於手機晶片研發對資金、技術與人才要求極高,除了6大品牌外的中小品牌生存環境十分艱難,市場占有率基本為0,市場收入也呈斷崖式下跌。

從近年的情況來看,僅三星、海思和高通保持收入增長,而三星和海思成長速度更快。

其中,海思市場占比從2016年第三季度的6%上升至2017年第三季度的8%,期間收入增幅高達50%。

2)晶片性能上升。

晶片根據作業系統可以分為安卓陣營與蘋果iOS兩大陣營。

從綜合性能來看,蘋果A系列晶片遠超同期對標的安卓陣營晶片。

但在安卓陣營里,華為麒麟已經成為主力選手,某些性能甚至高於同期對標的高通驍龍系列與三星獵戶座系列。

以最新的蘋果A12、華為麒麟980、高通驍龍845和三星獵戶座9810對比,華為在內存、CPU、GPU均有出色表現。

內存方面,得益於最新的CortexA76架構,對比上一代麒麟980內存延時時間大幅度降低,並且在部分高負荷工作情況下延遲情況優於驍龍845。

整體CPU性能方面,麒麟980實現性能翻倍的同時降低能耗55%,雖然絕對性能與蘋果A12還有較大差距,但在SPECint2006與SPECfp環境裡,性能超過安卓陣營的驍龍845和獵戶座9810。

GPU性能方面一直是華為短板,此前問題在於性能低但能耗高。

但此次麒麟980的GPU在圖形、物理、offscreen等系列測試下,均有良好的峰值表現和持續性表現,性能顯著提高。

以曼哈頓3.1場景為例,對比麒麟970,平均功率從6.33瓦特降至4.57瓦特並且運行幀頻提高45%,因此單位能耗有了100%的優化,非常接近驍龍845。

本篇是從晶片技術上的對比來分析,後面還會從螢幕、攝像頭、5G標準制定等展開敘述。

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