前途未卜的小米處理器

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日前,小米旗下的松果電子宣布,將與阿里旗下的中天微達成合作關係,具體就是以中天微的RISC-V CPU處理器為基礎平台,松果電子提供極具市場競爭力的SoC智能硬體產品,共同促進和加速RISC-V在國內的商業化進程。

由於這裡涉及了新的開源架構RISC-V,松果電子的這個宣布在產業界掀起了軒然大波,小米這種大玩家的進入,也給國內正在探索RISC-V未來的先行者帶來了更多信心。

在筆者看來,在振奮於小米入局RISC-V之餘,我更關注的小米自研手機SoC——澎湃系列處理器的進展。

自從去年2月份公布了這個系列的首款晶片的澎湃S1之後,小米和其旗下的松果電子就再也沒有公布這個產品線的最新進展。

記得當時雷軍在澎湃S1的發布會上曾經說:「小米選擇這條路是九死一生, 可能十年才能見碩果。

」結合最近的情況來看,難道在發布豪言壯語之後,僅僅過了一年多就要宣布轉型了?

遭遇挑戰,效仿華為自研手機SoC

從某個角度看,成立於2010年的小米是智慧型手機產業的一個分水嶺。

在這家公司出現之前,普通大眾對手機的了解僅僅局限於顏色和螢幕,只有少部分的讀者會關注到性能或者跑分之類的東西,更別說對高通、聯發科和展訊等廠商的了解。

但自從小米橫空出世之後,不但智慧型手機的價格下降了,公眾對手機的認知也上升了一個層級。

小米也憑藉這種高性價比的模式,圈得了一大批粉絲,公司也在過去幾年裡迅猛發展,並在今年成功登陸港交所。

小米的招股說明書披露,從2010年開始運營到2015年底,公司的業績從0暴增到668億人民幣,當中大部分都是來自手機產品貢獻的營收。

根據市場研究機構Strategy Analytics的數據顯示,在2015年,小米也以6750萬部的出貨量,15.4%的份額蟬聯中國手機出貨量第一。

但在當時,正在風口浪尖的小米麵臨華為、OPPO和vivo等奮起直追。

從手機的構成上看,小米的手機,除了整個ID設計是自己的以外,其他的部件不論是SoC,還是存儲、螢幕,都是第三方提供的。

換句話說,小米所宣傳的優勢,也是其他廠商能買得到的。

而國內這些好學的手機廠商,也正在效仿小米的模式,殺向小米的腹地。

尤其是華為,依賴於自研Kirin處理器的優勢,這個老牌手機國產廠商不但能夠解決供貨問題,在價格和差異化打造方面的靈活性,也都是小米所不能比擬的。

至於運營高手OPPO和vivo,他們也憑藉線下開店的優勢和品牌效應,在一步步蠶食小米的市場。

到了2016年,小米的出貨量出現急轉直下。

據IDC的統計數據顯示,該年度全球智慧型手機總銷量為14億7060萬部,其中總銷量排名前五的手機廠商分別是三星、蘋果、華為、OPPO和vivo。

前五大手機廠商市場份額占比分別為:21.2%、14.6%、9.5%、6.8%,5.3%。

在國產廠商我海外廠商的雙重夾擊下,小米在2016年的出貨量同比大幅度下跌了36%,首次跌出了智慧型手機出貨前五的榜單。

但如果回頭看,小米雷軍其實在2015年就看到了這一點。

在2017年2月28日舉行的澎湃S1發布會上,雷軍表示,你們看到的這是28號發布的晶片,其實我們早在28個月前,也就是2014年10月左右,就開始了自有晶片的研發。

也是在這一年,搭載Kirin 920的華為Mate 7掀起了一股旋風。

華為手機在當年的出貨量也暴增40%達到7500萬台。

相信雷軍也是看到華為這樣的表現,動了研發自由晶片的念頭。

其實除了華為以外,蘋果和三星也在自研手機處理器,這些廠商的成功,更加夯實了雷軍自研晶片的決心。

前途未卜,澎湃芯不見澎湃

雷軍是有遠見的,但這個武漢大學計算機系畢業的軟體高手,也許沒想到自研晶片會是一條比他想像中更困難的路。

回到澎湃S1,這是採用28nm工藝打造的一顆完整的 SoC,在當中集成了 CPU、GPU、通訊基帶、ISP 等部分。

其中,CPU 部分為 8 顆核心(4 個 2.2GHz A53 + 4 個 1.4GHz A53),GPU 部分為四核 Mali-T860 MP4,28 納米工藝。

雖然當時很多媒體將這顆晶片與聯發科MT6755進行對比,得出了小米這顆晶片的高性能結果。

但今天回看,小米只把這個晶片搭載在其一款手機上——小米5C,且這款手機銷量不錯,由此可以看出小米研發這款晶片更像是一次試水。

坦白講,做手機晶片真的沒有像IC設計工程師調侃所說的「堆積木」那麼簡單。

對比現在市場上直流的手機SoC玩家,蘋果在2008年就收購了由業界大拿開創的Palo Alto Semiconductor(成立於2003年),並在兩年後收購了處理器設計公司Intrinsity(最早可以追溯到1993年)。

在這樣的團隊和技術的支持下,A系列處理器才在全球逐漸打響了自己名頭。

華為公司也在2009年推出了其首款應用處理器K3V1,經歷了K3V2的失敗,並最終在2014年的Kirin 920上,獲得世俗意義上的成功。

但我們應該看到,作為國內最大的晶片設計公司,華為海思的前身可以追溯到華為於1991年創立的集成電路設計中心,這些產品的成功,也並不是短短几年的積累。

而三星也在2009年開始獵戶座晶片的研發,這個全球營收最高的半導體公司在晶片設計領域有了深厚的積累,但在手機SoC的研發上也吃過不少虧,才走到今天這一步。

其他如高通、聯發科和紫光展銳等第三方手機晶片供應商,無論從歷史沿革、公司積累或者人才水平方面,也都是經過多年曆練才成長起來的。

相反,小米旗下松果電子研發的澎湃系列晶片,無論在哪方面都似乎有所欠缺。

據知情人透露,這個晶片的技術是是來自於聯芯的SDR1860平台。

考慮到聯芯過去幾年在手機SoC方面的表現,我們也應該對小米這顆晶片的實力有了直觀了解。

另一方面,小米首顆推出的澎湃S1是面向高通、展銳和聯發科正在血拚的中端市場。

如果小米繼續在這個方向發力,這不符合手機廠商進入自研晶片市場的既定目標,因為現在的蘋果、華為和三星在自研晶片方面,基本都是高舉高打。

也就說小米的初衷也許就是打造高端的處理器,而S1隻是一個他們提早切入市場的一個過渡。

但晶片研發成本的提升還有對技術的要求,也許就限制了他們走向高端的路,拖延了澎湃系列的步伐。

今年五月,網上曾盛傳,小米旗下的澎湃S2即將亮相。

消息透露,這是一顆使用台積電16nm FinFET工藝打造的4個A73和4個A53打造的處理器。

但直到現在還沒看到它的亮相,這或多或少與晶片設計技術難度加大、晶片研發成本提升有關。

Semiengingeering之前曾刊發過一篇文章,介紹了不同工藝下開發晶片所需要的費用,其中28nm節點上開發晶片只需投入5130萬美元,16nm節點需要1億美元,7nm節點需要2.97億美元。

到了5nm節點,開發晶片的費用將達到5.42億美元。

現在領先廠商都已經跑到7nm,對小米來說,這也是一筆巨大的開支,或許會讓這家年輕的公司吃不消。

也許正是在這種種優勢的影響下,小米澎湃改變了他的方向。

不同工藝節點下的晶片研發成本

雷軍之前曾經說過:

「大家說晶片業也是軟體業,本質上它是用軟體把晶片的設計原理寫完以後,直接固化到電晶體上的。

大家知道晶片是怎麼做的嗎?晶片其實也是寫軟體,寫完以後,用編譯器給你編譯成電晶體,最後全部做成電晶體。

我們的做法是什麼呢?沒有全部固化,只固化了一部分,用了一個通用的高速矢量處理器,在上面做算法。

所以,它的速度快,所以我們有很多的創新在裡面。

但從松果電子的發展看來,事情也許並沒有雷軍描述得那麼複雜。

網上對不同品牌處理器表現的調侃

進攻RISC-V,擁抱物聯網的大機會

過去一年多的時間裡,華為升級了新一代的Kirin 980,三星獵戶座也更新了,高通的驍龍855也即將面世,聯發科和紫光展銳也還在默默努力,但澎湃S2依然沒有蹤影。

在很多分析師和專家看來,小米松果的自研手機晶片,也許離他們的目標越來越遠了。

但在筆者看來,現在與中天微在RISC-V上的合作,未嘗不是他們的一個新機會。

RISC-V是一種基於精簡指令集計算(RISC)設計原則的開放指令集架構(ISA),由伯克利大學於2010發起。

相對於大多數傳統ISA封閉的生態以及高昂的授權費用而言,其最大特色就是開放和免費。

由於基於該ISA可以根據實際應用對指令集進行擴展和裁剪,並且在不用花費高額授權費用的情況下針對具體情況實現處理器內核,因此獲得眾多志願者、行業專家以及商業巨頭的支持,圍繞著RISC-V的生態迅速成長。

在很多專家看來,這個架構有性能、功耗、面積和價格方面的綜合優勢,加上開放,免費和擴展的特點,這就使得這個相對新的架構在即將爆發的物聯網和邊緣計算市場大有可為。

國內外也有SiFIVE,芯來科技、Greenwave、CEVA和西部數據等一大波廠商投入這個產業當中去。

這對於正在打造智能硬體生態的小米來說,無疑是一個機會。

根據招股說明書,小米把自己定位一個以手機、智能硬體和IoT平台為核心的網際網路公司。

通過投資和管理建立的方式,小米打造起了一個龐大的智能硬體生態,儼然建立了一個龐大的消費IoT平台。

截止到2018年3月31日,小米的生態系統已經擁有了超過210家公司的龐大陣容,公司的IoT平台也連接了超過1億台設備(不包括智慧型手機和筆記本電腦),這在小米產品矩陣里,扮演了重要的角色。

艾瑞諮詢的數據也顯示,2015年到2017年間,全球消費物聯網硬體的銷售額從3063億美元增長至4859億美元,年平均複合增長率高達26%。

預計至2022年,將達到15502億美元,未來幾年的年平均複合增長率也將達到26.1%。

依賴於平台和產品優勢的小米,也勢必會在其中分一杯羹。

當然,更上游的晶片廠商也不例外。

未來幾年的物聯網硬體設備銷售額

在過往,小米生態鏈的智能硬體產品用的都是第三方半導體公司的晶片,對於一個大體量的系統廠商來說,這種依賴外部供應主核心晶片的方式,似乎變得越來越不受待見。

尤其是近年來在中國芯和自主可控的目標推動下,很多大型系統廠商開始投入到晶片的自研中去。

小米松果也是瞄著這個目標而去的。

微軟、谷歌、亞馬遜、百度甚至格力等廠商涉足晶片的現象表明,系統廠商設計晶片似乎是一個勢在必行的事情。

從三年前就開始意識到的小米,雖然在澎湃處理器上的發展不及預期,但這次轉攻物聯網市場。

對他們來說,或許真的是柳暗花明又一村。


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