• 聯發科打大聯盟的對手…  5G+AI晶片生死鬥
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作者:魏聖峰     文章出處:先探雜誌   2069期      出刊區間:2019/12/13~2019/12/19

高通每年都斥資投入晶片研發,是獨霸通訊晶片的關鍵;蘋果收購英特爾數據機部門自行研發通訊晶片,海思、紫光展銳投入5G晶片研發,對聯發科都是挑戰。


聯發科和高通的通訊晶片微處理器之爭從2G、3G和4G時代都落後高通,在業界屈居老二地位,且以搶攻中低階手機晶片為主。過去聯發科在先前幾世代通訊技術的研發,成了發展5G晶片的基礎。為了強化在AI的創新領域,聯發科在中國和包括騰訊、商湯科技、曠視科技、虹軟等在互聯網和AI演算法的合作,提升聯發科在5G時代的競爭力。

聯發科最近發表5G單晶片(SoC)天璣一○○○,引發市場關注。即使這款5G晶片的處理速度還是落後高通最新5G晶片的驍龍(Snapdagon)八六五,卻讓高通營運高層開始關注聯發科研發產品的進度。聯發科高層透露,過去五年中每年提撥約十五億美元的研發經費,才能逐漸在5G晶片的研發進度逐漸拉進和高通的距離。從拓墣產業研究所最新統計的第三季全球前十大IC設計公司營收排名來看,聯發科以二一.五四億美元排名第四,比去年同期的營收減少一.四%。雖然營收仍落後高通四成,但高通受到美中貿易戰的牽制,美國政府限制高通、博通、英特爾、超微和賽靈思等美國企業將高階的5G產品出口到中國,聯發科最主要競爭對手的高通第三季營收比去年同期減少二二.三%。



高通獨占通訊晶片市場



中國目前是全球最大半導體體和智慧型手機市場。在過去的2G∼4G時代,高通的通訊晶片主要占據全球高階智慧型手機的市場,聯發科的通訊晶片從2G時代起就只能在中低階市場搶市占率,以至於不論在營收和獲利能力上總不如高通,也的確遭到高通在產業界的打壓。高通早在二○○○年代初期,在美國Verizon、Sprint、AT&T和其他國家電信營運商青睞的CDMA標準,當時高通在專利權技術遙遙領先其他市場競爭者。如果有一家智慧型手機公司要在全球主要市場銷售自家產品,除了要和高通合作外,別無其他選擇。就連二○○五∼○六年期間蘋果要跨入智慧型手機製造時也不例外。



海思、紫光展銳研發5G晶片



當年蘋果想要生產iPhone,第一代採用英飛凌的通訊晶片。從第二代的iPhone 3開始,蘋果發現高通的通訊晶片比其他家通訊晶片的運作效率更快,就開始採用高通的晶片。當時已占有寡占市場的高通要求蘋果簽署專利授權費,否則就不供應晶片。過去二○年來手機的發展,高通和大部分領先的手機製造商達成協議,包括向LG、索尼、三星、華為、聯想、摩托羅拉、中興通訊和Nokia等每年收取龐大的專利授權費。

高通這麼做可以鞏固客戶,也不怕手機客戶不跟他們簽授權費合約,因為當時在高階通訊晶片市場中高通幾乎處於寡占地位。手機業者為了競爭力而使用高通的通訊晶片,也只能和高通簽約並付專利授權費。這樣的方式,高通得以綁住客戶和影響像聯發科等市場競爭者。根據產業報告蒐集網站Statistica資料顯示,一八年聯發科在全球手機微處理器市占率已落至十一%,與昔日3G時期的四○%市占率相去甚遠。在基頻片市場,高通市占率達到五成,聯發科市占率約十四%。

為了突破高通的箝制,華為培養旗下IC設計公司海思研發微處理器和基頻晶片,最近兩年華為在中國市場發行的高階手機開始採用自家的通訊晶片,像Mate 20 Pro採用ARM架構並由台積電七奈米代工,這款晶片的處理速度已能和蘋果等使用的高階處理器相抗衡。中國第二大通訊晶片廠紫光展銳也在研發包含處理器5G數據機的SoC系統單晶片。為了研發5G晶片,紫光銳展四處挖角和砸下兩億美元改善製程。先前推出4G晶片的時間比高通晚兩年,預計明年要推自行研發的5G晶片。紫光展銳的客戶屬小型智慧型手機業者─海信、聯想和中興通訊等。若成功研發5G通訊晶片,對聯發科在中國市場是個威脅。

過去聯發科的通訊晶片雖然沒有辦法和高通相抗衡,但從2G、3G到4G世代的研發成果,也累積不少的技術版權。通訊晶片幾乎每隔十年就會跨入新世代,但新世代通訊晶片的技術版權需要先前世代研發的累積而成。這也就是為什麼高通在過去二○年間,每個通訊世代都能遙遙領先其他對手。高通每年都提撥約二五%的營業額在研發經費上,一八年研發支出高達二二七億美元。



高通、蘋果發展5G、AI



在5G時代,聯發科意識到不能再扮演追隨者,所以在幾年前就決定投資5G技術,全力研發5G單晶片。不僅在微處理器是如此,在基頻處理器市場也是一樣。5G通訊時代,除了要求更快的傳輸速率和處理效能外,要如何發揮AI的功能更是重要。未來聯發科要打5G的大聯盟,就得要強化在AI的創新能力。我們認為,聯發科發展AI的最主要競爭對手當然是高通,英特爾、Nvidia和蘋果在AI的創新領域都有很大的著墨地方,但英特爾、Nvidia現階段的AI布局主要用在雲端運算、邊緣運算、深度運算和機器運算等的功能,使用在伺服器晶片、物聯網晶片為主。由於這些公司研發的高效能AI晶片,他們的功耗率仍高,還沒有使用在智慧型手機上。

高通把5G定位在5G+AI,透過5G的連結和AI技術相結合,目前高通已經支持完整地從雲到端的AI解決方案,透過驍龍移動平台已經讓市面上超過十億支智慧型手機提供AI的運算能力。聯發科在5G的競爭策略上把重點擺在與中國AI業者的合作,去年聯發科推出的曦力P60晶片是首款內建多核心AI處理器並整合來自騰訊、商湯、虹軟、曠視科技等多家AI廠商的方案,在手機安全、拍照和臉部辨識達到業界的領先水準。中國在發展AI技術上有先天的優勢,十四億人口以及多種族結合是其優勢。聯發科趁著美中貿易戰時機,美國企業無法讓高階科技產品出口到中國,是聯發科未來搶攻中國高階5G通訊晶片的利基。對聯發科來說,只要能推出高效能的通訊晶片就能提高業界的能見度。在聯發科推出天璣一○○○處理器後,不但吸引華為、Oppo等中國手機製造商的青睞,也首度吸引三星電子考慮使用聯發科這款5G晶片讓聯發科做到提高市場能見度的水準。

其他市場AI的領先群中,蘋果雖然不是晶片AI公司,但它的晶片和AI創新能力讓市場感到驚艷。蘋果從二○一五年起收購語音業者VocallQ和Percepti,經過幾年的產品整合後發展和改善Siri的技術。一六年收購Emotoent,取得裝置追蹤、辨識和分析臉部表情,成為蘋果人臉辨識的主要技術來源。蘋果還推出Core ML(蘋果機器學習框架),後來又推Core ML2,速度提高三成,量化使框架能夠將模型縮小七五%,以實現在行動裝置的AI運算。最新iPhone每秒可進行六.五兆次的神經網絡。意味著在某些特定範疇,新一代iPhone已達到超級電腦的運算能力。蘋果的AI創新技術讓使用者在拍照的處理上比其他的手機有更高的解析能力。

蘋果今年四月與高通達成和解,與高通簽署六年的通訊晶片版權授權,明年iPhone手機將使用高通的5G晶片。蘋果卻又在七月底以十億美元向英特爾收購手機數據機晶片部門並取得相關技術版權與研發人員。看起來,蘋果有意自行研發通訊晶片,若研發成功對全球通訊晶片版圖又將改寫。


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