来源:全球半导体观察 原作者:竹子
行业最新消息显示,今年9月,苹果将会在iPhone 16 Pro上配备最新的A18芯片,以此打响AI手机军备竞赛第一枪;华为海思也会在9月9日举行首届海思全联接大会,惊喜拭目以待;进入10月,高通将推出旗舰芯片8Gen4,联发科则会拿出天玑9400这款芯片...
手机芯片市场正在酝酿变局,苹果A系列摩拳擦掌、华为麒麟归来汹涌,高通与联发科也蠢蠢欲动,各大芯片厂商正在搅动着手机市场的一池春水。AI手机竞赛第一回合较量即将正式开打。
时间倒转回到2007年6月29日。这天,苹果发布了第一台iPhone,600MHz的arm11处理器,3.5纯真彩电容屏幕,手机屏幕上仅有一枚Home键,正式开启了移动互联智能手机时代。次年,苹果推出支持3G网络的iPhone 3G,上市三天iPhone 3G售出100万部,这一纪录至今尚未被打破。
也是在2008年,苹果APP store面世,催生出繁荣的苹果App生态,让手机更具可玩性和实用性。同年,第一台Android手机HTC G1发布,市场出现苹果和安卓两大智能手机阵营。而此时迟迟没有做出改变的诺基亚和曾经的市场领航者摩托罗拉,以及曾辉煌了一个时代的塞班系统,彻底退出了历史舞台,智能手机市场就此洗牌开启一个新时代。
智能手机的发展大致可以分为萌芽期、高速发展期以及成熟期。2007年开始至2010年左右是智能手机的萌芽期,百花齐放、百家争鸣,行业日新月异;2010年至2017年左右智能手机市场高速发展,市场竞争加剧,各大手机厂商从芯片、性能、屏幕、摄像头等全方位软硬件上进行赶追;至2017年以后,智能手机行业逐渐发展成熟,苹果、三星、华为、小米(含Xiaomi, Redmi, POCO)、Oppo(含Oppo, Realme, OnePlus)、Vivo、Transsion(含TECNO, Infinix, itel)稳稳占据前排宝座。其中华为智能手机虽历经沉浮,近两年已席卷重来。从上图可观,2017年起全球智能手机出货量渐趋稳定,年度增长率渐渐逼近于0%。2018年全球智能手机出货量为14.57亿支,同比下滑约为0.4%,2019年智能手机生产总量估计约为14亿支,同比下滑3.89%。
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随后时间拨到2019年以后,行业5G换机潮让智能手机需求回升,芯片厂商喜提一波新的增长。此后的两年,行业受换机周期延长、创新程度降低等冲击导致市场需求迟滞,市场又进入了一个蛰伏期。
直至近两年,以ChatGPT为代表的AI大模型异军突起,给半导体行业带来剧烈科技震撼,一瞬间包括智能手机在内均将其视为新的科技方向。智能手机芯片的发展也从此前的卷性能、卷镜头等转变为卷AI,在过去一年多时间,主要手机厂商都在发力端侧AI。
来看看行业主要手机厂商的手机AI市场布局。
苹 果
苹果方面目前的局势是:上半年增长乏力,下半年蓄势待发。
根据TrendForce集邦咨询的数据显示,今年第一季度整个智能手机市场有18.7%的年增长率,总出货量达到了2.96亿部,其中苹果因在中国市场销售有所衰退,生产表现较去年同期衰退至4,790万部,环比下降了39%,而且由于第二季度处于iPhone的空窗期,预估生产总数季衰退约10%左右。
虽然苹果在今年的前两季度销量走弱,但进入下半年,市场或将再次成为苹果的主场。在接下来的9月,随着iPhone16的发布,苹果或将会迎来出货高峰。据悉,这款手机搭载的是苹果最新的A18芯片,从目前已经曝光的信息来看,该芯片将会采用台积电第二代3nm工艺(N3E),神经网络引擎运算速度可以超过每秒38万亿次,优于M4芯片。
AI正在重塑苹果手机生态,在今年6月10日举行的苹果WWDC发布会上,苹果宣布与OpenAI达成合作,苹果生态即将整合ChatGPT,并公布了最新Apple Intelligence和升级的Siri。在AI加持下,苹果家族OS浓度大飙升,尤其是iOS、iPadOS端,在语言、图像、行动和个性化板块上的使用体验上更加智能高效。目前OpenAI已推出轻量级模型GPT-4o mini,可进一步适配手机的端侧模型。
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华 为
华为方面,自从去年麒麟芯片回归之后,华为手机的出货量正在快速回升。
根据华为的年报显示,2023年华为终端业务实现销售收入2515亿元,同比增长17.3%,这也是在经历了两年的业绩下滑以后,华为终端业务再次回到增长轨道。据供应链消息表示,前段时间发布的Pura70系列出货量对比P60系列同增125%。
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华为不甘落后,迅速推出了「鸿蒙原生智能」( Harmony Intelligence)。在今年6月21日的华为开发者大会上,华为正式发布了HarmonyOS NEXT——一个面向开发者和先锋用户启动的 Beta 版本,真正独立于Android 、iOS 的操作系统,其依托昇腾的算力和盘古大模型。
华为苹果之外,在整个手机芯片的生态位上,联发科和高通的竞争是最为直接,也最为激烈的。
这两大第三方芯片供应商,主要抢占的是三星、小米和OV(OPPO、Vivo)这四大手机厂商的订单。随着这两年联发科天玑系列的持续向好,联发科与高通在中高端市场的竞争变得愈发激烈,双方下一代旗舰芯片的表现如何,直接关系到各自的市场口碑,以及市场占有率。
官方消息显示,高通的8Gen4与苹果一样,将采用台积电的“N3E”工艺,这款芯片最大的改变是放弃了Arm公版架构,转而采用自研的Nuvia Phoenix架构方案,该架构来源于2021年高通收购的芯片初创企业Nuvia,8Gen4的CPU主频突破了4GHz,性能上有望与A18一较高下。
而联发科这边同样采用台积电的“N3E”工艺制程,1颗Cortex-X925超大核、3颗Cortex-X4超大核、4颗Cortex-A7系列大核,其中全新的Cortex-X925超大核工程样片频率为3.4GHz,性能也表现不俗。
除了旗舰之外,联发科与高通在中端市场的竞争也很激烈,高通这边,骁龙8 Gen3正在下放至中端手机,联发科的9300也已经用在了2000价位段的智能手机上。此外,在天玑9400发布同期,联发科还将发布一款天玑8400,定位中端,由Redmi首批搭载,工程样片的安兔兔跑分在170万-180万之间,大幅领先对手骁龙8s Gen3。随着9400和8400的推出,联发科在高端市场与中端市场都具备很强的竞争力。
生成式AI手机(手机端运行AI大模型)是各大手机芯片厂商努力的方向,各家厂商的路线有所不同。高通和苹果的技术路线是用NPU提升AI算力。所谓NPU,指的是在传统的CPU+GPU架构上,新增一个神经网络模块,专门负责不同场景的算力需求。
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在这方面,高通走在前列。其去年发布的8Gen3,是全球首款专为生成式人工智能而设计的处理器,搭载了一颗Hexagon NPU。高通专门为这颗NPU设计了独立的供电电路,综合实力表现不俗,性能相对上一代提升了98%,端侧最大支持100亿参数的模型。
今年5月,高通又发布了X Elite处理器,NPU跑分超过了M3,达到了1787分,该芯片具备45 TOPS算力,虽然该芯片主要用于笔记本电脑,但也是高通AI本地化的一种体现。
此前苹果的手机芯片对NPU着墨不多,其A17 Pro的算力在35 TOPS左右,用于笔记本的M2芯片AI算力也仅有17 TOPS,M3则是18TOPS。但自M4开始,苹果明显加快了AI算力的提升,280亿个晶体管、N3E工艺、10个CPU核心、10个GPU核心,专用NPU模块使得算力达到了38 TOPS,相比A11仿生芯片中的初代神经网络引擎,提速最高可达惊人的60倍。虽然弱于骁龙X Elite的45 TOPS,但运行在自家的系统中表现还是很出色的。
从市场最新消息看,苹果即将发布的A18芯片,NPU能力进一步提升,其运算速度大概率将超过每秒40万亿次,这意味着其不仅可以在本地运行AI模型,还能更好的驾驭各种AI任务。
与高通苹果一样,华为在麒麟990芯片上也内置了NPU,其性能也达到了TOPS级别,但目前华为AI芯片还没有太多的消息。
联发科在生成式AI上的技术路线是APU,这是AMD最早提出的概念,是一种把CPU和GPU封装在一起的加速处理单元,通过统一内存访问来提高效率。
联发科2018年的Helio P10就采用了APU技术,目前在天玑9300上已经迭代至第七代,该APU首次在vivo旗舰手机端实现了70亿、130亿参数的人工智能大语言模型的运行,并在移动芯片上成功运行了330亿参数的模型。值得注意的是,三星近期已经官宣天玑9400将采用其LPDDR5X DRAM,速度高达10.7Gbps,这也意味着联发科的天玑9400的AI算力会有新的突破。
从芯片侧来看,目前市场上的几大厂商都已经开始在生成式AI领域大展拳脚,且下半年各家发布的芯片,AI也将成为主要的卖点。
最新的手机芯片普遍采用台积电最新的N3E工艺,且在生成式AI上发力,这也意味芯片必然会更贵,原因主要有以下两点。
第一点是芯片本身的制造成本即将增加。众所周知,芯片的制程越高,晶圆厂的制造成本就会越贵,尤其是使用最先进的制程,其建厂成本更高,设备更贵,工艺更复杂,且良率相对成熟制程更低,这也意味着其单颗芯片价格更贵。目前市面上已多次传出台积电的N3E制程要涨价的消息,且未来2nm及更先进制程的制作成本依旧居高不下(如天价光刻机),且供不应求。
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而从IC设计厂商的角度来看,不管是NPU还是APU,其芯片设计所需要的时间和精力成本也会更高,且AI作为核心卖点,自然更具有溢价能力。目前市场传出消息,高通最新的8Gen4可能会相比8Gen3涨价25%~30%。
短期的创新无法刺激新的需求,但底层技术的创新却可以。从手机行业的发展史看,手机品牌已经历过多次行业阵痛:旋转屏、翻盖屏、LED屏、旋转摄像头、外置摄像头、超长待机等,单点创新的卷早已证明无法长期延续行业活力。而折叠屏技术、自研芯片技术、5G/6G移动通信技术,当然还包括AI,都可以引领行业新一波潮流。同时,这也意味着更高成本的支出。
另外一方面,从终端市场来看,若旗舰芯片价格看涨,各大品牌手机厂商的盈利能力会承压,想要保持旗舰产品的利润,恐怕涨价也会提上日程。
手机芯片是一个存量市场,也是一个充分竞争的市场,为了留住更多的用户和客户,各大手机芯片厂商都使出浑身解数,紧追猛赶,全力押注最新的技术。可以预见的是,下半年将会迎来一个AI爆发的手机市场,到底谁能俘获更多用户的心,市场将如何变革,我们且走且看。
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