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2022-07-29 21:00
華為與蘋果,兩個頂級設備廠商,本來像武林中的唯二高手,在華山之巔比武論劍,武林看客也樂得觀賞,然而,比武正進行到最精彩之時,「官府」的一紙公文突如其來,認為兩位高手中的一位「賣藝」為非法,必須停止,且要被驅逐離開此地。因此,另一方不勝而冠,本來看得津津有味的武林看客們也只得悻悻而歸。
在過去十多年里,華為與蘋果的競爭主要體現在智能手機領域,然而它們的核心競爭力都是手機處理器的研發能力,這也是人們最為關注的。近期,關於這兩家最新手機處理器的預測報道先后出現,又一次將這兩位高手帶到了人們視線的焦點上。
上周,有知情人表示,華為2022年的Mate 50手機將採用14nm製程的麒麟9100芯片,該知情人表示,雖然麒麟9100採用的是14nm製程工藝,但該芯片的性能可與5nm製程媲美,該消息並沒有提到麒麟9100是否會支持5G,實際上,這種可能性微乎其微。不過,以上消息未得到華為官方證實。
本周,蘋果即將推出的A16處理器性能指標也被「劇透」,據外媒報道,用於iPhone 14 Pro的A16芯片將採用5nm製程工藝,就像A15和A14一樣,蘋果連續三年使用同一製程節點的情況並不常見。之前有消息稱A16芯片將採用4nm製程,但從目前的情況來看,它更可能採用臺積電的N4P工藝,這是其第三代5nm製程工藝,也就是5nm 的升級版,N4P可提供11%的性能提升,22%的電源效率提升,密度比原來的N5提高了6%。
據悉,A16的CPU可能會採用ARMv9架構,如果成真的話,這將是蘋果的首次,這會使一些特殊的CPU操作速度更快。另外,A16將會有5或6個GPU內核,GPU性能將提高25%~30%。
同樣是最新手機處理器的信息透露,但一個偏虛,一個偏實。由於被強令取消「比賽」資格,無法得到先進製程工藝產能,華為麒麟9100芯片的消息顯得有些虛無縹緲,但其關注度更高,更加得到人們的期待;相對而言,蘋果A16處理器的消息則較為厚實,因為它必然會到來,透露出的具體信息只是滿足一下人們對其性能指標強悍程度的好奇心。
如此受到矚目,兩位高手煉成絕非一日之功,充滿了艱辛與曲折。
談到自研芯片,華為可以追溯到上世紀90年代,而蘋果則可以追溯到上世紀80年代了,不過,那時自研的芯片並非用於手機,華為主要用於電信設備,而蘋果則用於其電腦產品。關於智能手機芯片,自研的潮流興起於2007年前后,那也正是蘋果首次推出iPhone,開創智能手機大規模商用化歷史的時間點。
2006年,華為海思開始着手研發自己的手機芯片,2009年,海思推出了第一款手機應用處理器(AP),命名為K3V1。K3V1 採用的是 110nm製程工藝,而當時主流芯片已經採用 65nm、45nm工藝,這使得K3V1性能很差,而且,支持的操作系統也是非主流的 Windows Mobile,這樣的方向性錯誤導致連採用 K3V1 的工程機都沒有,沒上市就宣告失敗了。
也就是在華為研發其第一款手機芯片的時候,蘋果也開始動手了。2007 年,蘋果發佈第一代 iPhone,使用三星設計的Arm架構CPU,GPU 是 Imagination 的 PowerVR,然而,三星的CPU無法充分發揮iOS的優勢和特性,蘋果決定自研處理器。2008年4月,蘋果以2.78億美元收購了IC設計公司P.A. Semi,得到150名天才工程師,開啟了蘋果A系列,以及后來的M系列處理器設計之路。
在華為研發出K3V1的第二年,也就是2010年,蘋果推出了其首款自研手機處理器A4,並用於當年的iPhone 4,這款芯片的CPU基於Arm的Cortex-A8,GPU為Imagination 的 PowerVR SGX 535。
2012年,吸取了K3V1失敗的教訓,其改進版K3V2誕生,它採用了當時主流的Arm四核架構,並支持安卓操作系統,但是,這款芯片依然在製程工藝、功耗等方面不盡如人意,很快推出了改進版K3V2E,2013年,搭載K3V2E的華為旗艦機P6發佈,並取得了不錯的銷量。
在推出A4處理器之后,蘋果每年都會發布一款新的、性能更強、製程工藝更先進的A系列處理器,開始由三星代工,但后來兩家的競爭關係越來越明顯,后來,蘋果轉投臺積電代工生產其A系列處理器,並延續到今天,成就了一段珠聯璧合的Fabless+Foundry的經典佳話。
華為方面,2013年,推出了麒麟910,這是該公司首款4核LTE SoC。由此,麒麟芯片正式登場。
2014 年 6 月,華為將AP和自研的基帶處理器巴龍720 集成在一個芯片上,構成SoC,這款芯片就是麒麟920。
2015年,麒麟950誕生,它採用16nm FinFET製程工藝,也就是在那一年,成就了爆款Mate7的奇蹟,創造了國產 3000 元以上旗艦手機的歷史,全球銷量超過750萬部。
那之后,華為的麒麟系列走上了正軌,性能在穩定中不斷提升,從2017到2019年,麒麟970,麒麟980,麒麟990 5G先后量產,2020年,麒麟9000問世,當時是全球首款5nm 5G SoC,麒麟系列達到歷史巔峰,並幫助華為直逼蘋果高端智能手機的行業地位。
2019年之前,當華為麒麟系列手機芯片不斷走上正軌的時候,蘋果A系列也在穩步前行,與此同時,蘋果展現出了更大的野心,不止基帶芯片(不滿高通昂貴的基帶芯片授權費,開始自研,不過,估計最早得到2025年才能出結果),該公司在GPU、手機電源管理等關鍵芯片方面都希望全面掌握主動權,蘋果進入手機芯片全面自研階段。
實際上,手機指紋識別就是蘋果發起的,2012年,蘋果收購了以色列的指紋辨識技術商 AuthenTec,開啟了全球智能手機指紋識別風潮。
2017年,蘋果宣佈要在15~24個月內逐步停止使用 Imagination 的 GPU IP,並且在2018 年推出的A11芯片中採用了自研的GPU。不過,到了2020年,Imagination與蘋果達成協議,蘋果支付給對方專利授權費用,以使用其GPU技術。這樣看來,蘋果的野心雖大,但在技術難度和專利壁壘面前,不僅是基帶芯片,自研GPU的難度也不小。
2017年左右,業界傳出蘋果要自研手機電源管理芯片的消息,稱在蘋果的研發團隊中,不少工程師都是來自於Dialog,而后者是與蘋果合作了10年的電源管理芯片提供商。后來,這兩家達成協議,蘋果先支付3億美元買下Dialog部分資產與專利,另外,Dialog將16%的員工,共計300名工程師「轉讓」給了蘋果。
經過多年研發,纔打磨出了華為麒麟和蘋果A這兩款優質的手機處理器,並在行業內確立了它們特殊的地位。華為和蘋果手機的成功,在很大程度上也是得益於這兩款芯片的強悍性能。
在自研手機芯片水平不斷提升的這些年里,相對於蘋果,華為手機在市場上長期處於追趕者角色。而到了2018和2019年,華為手機達到巔峰期。
2018年,華為手機全年銷量首次突破2億部,2019年更是增加到2.4億部,已成為中國市場的第一大品牌。從2012到2019年,7年的時間,從0到中國市場第一,從B端切入到C端,成功打造出榮耀和華為兩個獨立的成功品牌。
手機銷量大漲的同時,華為麒麟芯片的市佔率也是節節攀升。據Counterpoint Research統計,2019年,海思智能手機AP出貨量全球排名第五,且是當年唯二實現正增長的供應商之一,另一家是三星,而高通,聯發科和蘋果都出現了下滑。
2018和2019年全球智能手機AP市場份額
到了2020年第一季度,華為的手機AP市佔率進一步提升,據Strategy Analytics統計,當時,高通繼續在智能手機處理器市場保持領先地位,佔全球AP市場總營收的40%,其次就是海思,佔20%的市場份額,蘋果佔15%。
2020年第一季度主要手機AP市場份額
2020年,在一次行業峰會上,華為消費者業務部負責人余承東表示,2020年第二季度,華為手機出貨量超越三星,成爲了全球第一。
然而,達到巔峰之后,貿易禁令效應很快顯現出來,華為手機和AP的市佔率很快就開始下滑。2020年9月,華為發佈旗艦機Mate40,搭載最先進的5G芯片麒麟9000,不過,由於受到美國第二輪制裁,截至9月15日,華為芯片的生產就停止了,無法拿到臺積電先進製程工藝的產能,導致手機芯片供應困難,Mate 40系列所搭載的芯片成為麒麟5G高端芯片的絕版。
在那巔峰的2018和2019年,華為和蘋果幾乎包攬了臺積電全部最先進製程工藝(7nm和5nm)訂單,然而,受到禁令限制,2020年以后,臺積電無法為華為生產這些高端芯片,直接影響了華為手機的出貨量。
不僅失去了臺積電的產能,由於禁令限制,使用美國半導體設備的晶圓代工廠都不能為華為生產先進製程工藝芯片,而當時中國本土的中芯國際最先進製程節點為14nm,且同樣受到先進半導體設備採購限制,無法升級製程。當時,在招股書經營風險一欄,中芯國際聲明:「在獲得美國商務部行政許可之前,可能無法為若干用户的產品進行生產製造。」因此,中芯國際無法為華為提供高端芯片。
確定無法再生產麒麟芯片后,華為只能採用第三方芯片。在2020年3月的財報會議上,時任華為輪值CEO徐直軍表示,在替代品方面,華為仍可以從三星、聯發科和紫光展鋭購買芯片,但這種替代品,除了三星外,其余兩家的產品對於華為的高端機來説,不堪使用,產品體驗和競爭力可能會打折扣。7月,華為與高通簽署了18億美元的專利和解協議,這意味着高通將重新成為華為5G手機芯片主供應商。
在2021和2022上半年,華為高端手機的市佔率一直處於下滑態勢,據Counterpoint統計,2022年第一季度,全球智能手機AP供應商榜單中,聯發科(MediaTek)以38%的市佔率排名第一,蘋果排第三(15%),而華為海思的市佔率只剩下1%。
2022年第一季度智能手機AP主要供應商出貨和營收市佔率
對於這些,余承東不禁感嘆,華為遺憾只做了芯片設計,沒有進行芯片製造,今后將會紮根半導體制造,且要突破包括EDA工具,半導體材料、工藝、製造、封測等環節,以掌握更多的主動權。也就是在那段時間,華為旗下的投資公司哈勃四面出擊,投資了國內十多家半導體產業鏈上的公司,踐行了余承東的表態。
在深耕半導體的同時,華為還在拓展多領域業務,除了消費類電子產品,該公司還在物聯網、汽車零部件,以及農業、礦業等領域拓展,最大化地挖掘其多年積累的IT設備技術潛力。
進入2022下半年,又到了蘋果和華為發佈旗艦機的時段,此時,如前文所述,業界又進入了預測蘋果最新A16處理器性能指標的高潮期,同時還爆出了華為麒麟9100芯片的消息,似乎體現出人們對於這兩大巨頭在2018和2019年巔峰對決畫面的懷念。
無論是手機,還是AP,華為和蘋果做的都很棒,這本來可以在業界引出一段長期的良性競爭場面,無論是對於競爭雙方,或是對於產業鏈各方(如臺積電等),還是對於廣大消費者,都是一件很好的事情。但無情的事實告訴我們,市場競爭發展到一定規模和層級,那就不是市場競爭了,再偉大的企業,在這樣的背景和態勢下,都會顯得很無力,甚至很渺小。
蘋果依然是那個蘋果,華為已不是那個華為,就像笑傲江湖中的令狐沖,不被「武林正道」相容,或許可以在「旁門左道」拓展出一片天地。
本文來自微信公眾號「半導體產業縱橫」(ID:ICViews),作者:暢秋,36氪經授權發佈。