2021年已經結束，回顧這一整年，“缺芯”貫穿著始終。“缺芯”浪潮持續發酵下，“跨界造芯”也開始愈發吃香，不少媒體更是將“跨界造芯”列入半導體行業十大熱詞。今年無論是車企還是手機廠商，又或是互聯網大廠都接二連三得扎進“造芯”賽道，甚至于連地產、家電、百貨、水泥廠等企業也直接橫跨到科技業開始造芯之路。
其實，早在2010年蘋果發布 iphone 4明確向外界宣布自研處理器 a4后，“造芯”就已經不再是芯片公司的專場，谷歌、特斯拉、微軟、百度、亞馬遜、阿里巴巴等接連入局。今年，撇開地產、百貨、水泥廠等實業企業，對于汽車、手機、互聯網等大廠來說，雖然“造芯之路”九死一生，但不做就是“溫水煮青蛙”。
在用戶需求日益“刁鉆”，“芯荒”還未解決的大背景下，“跨界造芯”似乎已蔚然成風。
車企：芯荒下的“絕地求生”
今年受芯片短缺影響較大的行業中，汽車行業毫無疑問是是最廣為人知的。從去年12月起，上汽大眾、福特、通用、本田、現代、豐田等汽車巨頭便相繼爆出因芯片短缺停產或延遲生產的消息。根據AutoForecast Solutions最新數據，截至12月19日，由于汽車芯片供應短缺，已造成全球汽車減產1027.2萬輛，預計全球2021年全年減產汽車1131萬輛。其中中國市場累計減產198.2萬輛；預計今年全年減產214.8萬輛。
芯片短缺對汽車行業影響之嚴峻，幾乎是波及全球，中國更是重災區。拿小鵬汽車來說，其董事長兼CEO何小鵬的憂愁從今年8月的“抽芯斷供供更苦，舉杯銷愁愁更愁”，到12月的“誰能給我芯片 我就請他喝酒”。
飽受缺芯痛苦之下，車企也開始采取“自救”措施，紛紛加入“造芯”隊伍。據筆者的不完全統計，今年超10家車企有了“造芯”新動態，主要分成聯手芯片廠商和自研芯片兩種。
其實車企造芯也不是從今年才有的，以比亞迪為例，比亞迪早在2005年就組建了車規級芯片研發團隊，因此在其他汽車企業缺芯缺到心慌張的時候，比亞迪卻迎來了銷量大漲。日前，比亞迪半導體還帶來了成功自主研發出1200W功率器件驅動芯片BF1181的好消息。
除了比亞迪外，特斯拉、北汽、大眾、吉利等也屬于“自研芯片”隊伍。其中，北汽產投與Imagination集團、翠微股份合資成立的核芯達首款智能語音芯片于今年上半年流片；特斯拉8月份推出云端AI訓練芯片D1；吉利汽車12月份發布國內首顆7nm車規級座艙芯片龍鷹一號。大眾集團則是在5月份表示計劃為自動駕駛汽車設計和開發自己的高性能芯片，以及配套的軟件。此外，蔚來和小鵬也傳出自研芯片的消息。去年10月，媒體報道稱，蔚來正在規劃自研自動駕駛計算芯片。而據36氪4月稱，小鵬汽車自研芯片計劃已經籌備了數月，或在今年底或者明年初對芯片進行流片。
但由于芯片技術研發十分復雜，不可一蹴而就。相比有經驗的芯片設計企業，車企難以在短時間內取得同樣的高度，因此福特、通用、長城等多數車企還是選擇與芯片廠商合作或者參股的方式參與造芯。
當前車企的芯片用量正在快速增長，一輛傳統結構式的汽車，大約需要100-400顆芯片，然而汽車數字化程度在不斷提升，未來將需要更多的芯片來完成驅動和控制，芯片用量自然也將持續增長。為了能夠保障芯片供應，車廠自研芯片勢在必行。
據 Gartner, Inc. 稱，到 2025 年，芯片短缺以及電氣化和自動駕駛等趨勢將推動前 10 名汽車原始設備制造商 （OEM） 中的 50% 設計自己的芯片。因此，這將使他們能夠控制自己的芯片產品路線圖和供應鏈。
手機廠：從ISP開啟計算影像時代
在手機芯片行業，有一句話叫做“得芯者得天下”。今年手機廠商在造芯賽道也格外熱鬧，國產手機“四大廠”華米OV齊聚，vivo和OPPO首次推出自研芯片，從某種意義上也是見證歷史性時刻的一年。
今年小米推出了2款芯片，分別是3月的ISP芯片澎湃C1和12月的充電芯片澎湃P1；vivo則公布了第一顆自研ISP芯片 V1；OPPO推出首顆自研影響專用NPU芯片；華為海思也推出新一代的圖像處理引擎越影ISP芯片。
從上圖來看，手機廠切入芯片研發領域基本都是以自研為主，且著眼點大多在影像能力的提升。其中，vivo、小米、華為都推出了ISP芯片，雖然OPPO的馬里亞納MariSilicon X是NPU芯片，但其實也融合了ISP，是一個ISP+AI加速器的NPU。
ISP，即“Image Signal Processor”（圖像信號處理器），是用來對前端圖像傳感器輸出信號進行處理的單元。通俗來理解就是，ISP 所要做到的就是將“數字眼睛”的視力水平提高到“人類眼睛”的水平，讓人眼看到數字圖像時的效果盡可能接近人眼看到實景時的效果。
提到手機芯片，可能大家第一時間想到的是高通驍龍這種SoC芯片，但從華為、小米的SoC“造芯”之路來看，著實充滿了挑戰。盡管華為研發出了像麒麟 9000 這樣的國產之光，一度可以與高通一爭高下，但沒能逃過美國的多輪制裁，麒麟 9000也成為了“絕版芯片”。而小米在2017年推出澎湃S1后，第二代至今未更新，由此可見，SoC芯片的研發難且“危”。
與集大成者的SoC芯片相比，只專注于影像的 ISP在技術上相對沒這么復雜，更重要的是，在影像已成為手機核心競爭力的當下，如何切實的提高影像性能已經成為了手機廠商“內卷”的方向。
近年來，各大手機廠商圍繞影像展開了曠日持久的“明爭暗斗”，手機影像硬件不斷在增加，性能提升卻似乎進入了瓶頸期。于是，廠商們開始選擇從軟件、算法方面出發，并提出了“計算影像”的概念。“計算影像”即通過AI算法后處理拍攝影像，以此拍出媲美相機的照片。
IDC中國研究經理王希指出，手機影像近年的明確方向就是“計算攝影”，上游硬件發展幾乎可以說是透明的，并且受限于手機空間，上限一定存在，因此各家的影像算法在手機影像中的占比越來越大。
手機影像的表現與算法密不可分，而ISP芯片就是實現手機影像的關鍵硬件，通過ISP芯片可以讓較差的相機配置拍攝出更好的照片。因此，不僅是“米OV”，連華為海思也選擇從ISP再次切入手機芯片研發領域。隨著四大手機廠在計算影像領域的“狹路相逢”，必將掀起新的“腥風血雨”，也將進一步推動手機進入“計算攝影”時代。
互聯網大廠：虛擬世界的盡頭是芯片
除了車企和手機廠商外，今年互聯網大廠也是扎堆造芯，試圖通過自研芯片，希望從硬件層面實現自家軟硬件緊密結合，從而滿足用戶的需求。
據筆者不完全統計，今年谷歌、亞馬遜等國外巨頭相繼推出了自研芯片，而國內互聯網大廠也士氣十足，騰訊、百度、阿里等都推出了自研芯片，其中百度推出的是第2代自研AI芯片昆侖芯2；騰訊紫霄已經流片成功；阿里不僅推出了云芯片倚天710，其達摩院還宣布研發出全球首款基于DRAM的3D鍵合堆疊存算一體芯片。字節跳動和美團則是以投資為主，但需要注意的是，字節跳動3月曾稱正組建相關團隊，探索AI芯片領域，或許不久也將加入BAT隊伍。
從上圖來看，互聯網大廠的主要研發方向是AI芯片。早在2017年的時候，Nvidia首席執行官（CEO）黃仁勛曾表示，軟件會吃掉世界，但AI會吃掉軟件。隨著人工智能時代的到來，通用芯片難以滿足深度學習算法的要求，這也促使互聯網大廠開始試水造芯。
此外，元宇宙概念的大火也讓他們“嗅到了”機遇，就像互聯網給人類生活帶來大變革一樣，元宇宙或許也將開啟新世界，國外游戲公司Roblox憑借元宇宙的熱度一年之內估值從40億美元飆升至超400億美元。面對如此巨大的市場，BAT以及字節跳動都已斥重金“撲”向元宇宙。
然而無論是人工智能時代還是元宇宙，這些理想世界其所依托的終端產品包括電腦、智能手機或云端服務器等均離不開芯片，芯片是將“理想”變為“現實”的關鍵，如果芯片技術無法突破，那么再厲害的技術也可能無法實際落地應用。OPPO CEO陳明永在2021年度未來科技大會就表示，一個科技公司沒有底層技術，就沒有未來，高端產品沒有核心技術，就是空中閣樓。由此可見，互聯網大廠“跨界造芯”并不奇怪，甚至可能是大勢所趨。時代在快速發展，以算法和軟件見長的互聯網巨頭們也需要尋求新機會，只有走在技術的前端才不會被“后浪”輾于時間的車輪之下。
寫在最后
整體而言，芯片行業是一個投入大、周期長、見效慢的行業，芯片獨立也不是一張嘴的事情，它需要人才、需要資本、需要時間，需要企業在看不見利潤的前提下，依然投入大量的資金研發，進行長時間的技術積累和人才積累，才有機會造出自主設計的芯片產品。
但對我國而言，企業跨界“造芯”對芯片行業發展也將是不可多得的機遇。當前，國家對于芯片行業扶持力度日漸加強，再加上民間資本的踴躍投資，芯片行業也將加速發展，未來勢必會有更多玩家踏上“造芯”的跑道。