3nm芯片突围战：小米玄戒O1凭什么改写中国半导体版图？
摘要：
归来还是王者？
作者｜唐十一
编辑｜刘毓坤
十年饮冰，难凉热血。
雷军在感慨小米十年造芯路时说的这句话，让我想起周润发在《英雄本色》里的那句经典台词：我要争一口气，拿回属于我的东西。话语很平淡，但传递出的情绪仍能让人血脉涌动，很自然的会再接一句：归来还是王者。
他在SU7事故“沉默”一个多月后，带着更宏大的故事回到公众面前。从15日晚开始预告、铺垫、造势，直到22日晚小米15周年战略芯片发布会——单看“战略新品”四个字，就能感觉到这件事不简单。
果然，舆论掀起的热潮一波又一波，都把注意力放在这次发布会最重磅的新品上，即全新的小米自主研发设计的手机SoC（系统级芯片）：玄戒O1。
综合雷军在发布会上的介绍，小米玄戒O1和苹果最新的A18芯片一样，都采用了最先进的第二代3nm工艺制程，晶体管数量达190亿个，实验室跑分突破300万。目前，这款芯片已经搭载在全新发布的小米15S Pro、小米平板7 Ultra和小米手表S4 上。
我在现场还得到另外一个可能被很多人忽略的信息。雷军称，小米团队已经在基带研发上取得重要进展。这说明，小米自研芯片已经进入BP领域，也就是基带研发。其策略还是玄戒O1的路子，由外围向核心公关，先从手表、4G开始，交作玄戒T1这份“作品”。
但雷军承认小米玄戒O1的部分性能仍然不及苹果。“做芯片很难，哪怕一小部分超过了苹果的芯片，都值得鼓励。我们的芯片和世界巨头相比仍然有很大差距，但只要开始追赶，后来者总有机会。”雷军说。
玄戒O1系列芯片的推出，也意味着：
第一，小米成为继苹果、高通、联发科之后，全球第四家发布自主研发设计3nm制程手机处理器芯片的企业。
第二，中国大陆地区首次成功实现3nm芯片设计的突破，紧追高通、苹果，填补了大陆地区在先进制程芯片研发设计领域的空白。
第三，小米将和华为一起，成为中国芯片的“双璧”。从芯片设计到制造，在迈进自主可控和追赶国际领先的路上，携手并进。
“小米一直有颗'芯片梦'”
这不是小米的第一款自研SOC芯片。回溯小米自研手机芯片之路，我将其分为两个阶段：起于松果的澎湃时代；重新出发的“玄戒”时代。
“松果”品牌的诞生绕不开华为。2014年，华为正式推出第一代麒麟芯片910。也在同一年，小米成立松果电子公司，启动造芯业务。其初期目标为自研手机主芯片。
历时近三年，松果电子于2017年推出第一颗自研SOC，也就是松果澎湃S1，首发搭载于小米5C。根据当时官方参数描述，澎湃S1定位中端手机芯片，采用台积电28nm工艺，4+4大小核心全A53架构，大核主频2.2GHz，小核主频1.4GHz，GPU为ARM Mali T860 MP4，基带为可升级设计。
雷军给予澎湃S1极高的评价和期待。即便他还没有成为今天的“顶流”，他还是自豪的对外宣布，小米成为了继苹果、三星、华为之后全球第四家同时研发芯片和手机的厂商。
不过，澎湃S1并没扛过市场的验证，被认为存在工艺制程相对落后，且存在基带能力不足等问题，这也导致小米5C的市场表现未达预期，并且小米芯片业务也进入调整期。此后，传闻中的澎湃S2迟迟没有正式发布，小米暂时搁置手机SoC的研发计划。
但小米并没有放弃自研芯片，如雷军所说，“小米一直有颗'芯片梦'”。他在2020年小米十周年演讲中就坚定的宣告，“这个项目（澎湃芯片）虽然遇到了很大的困难，但小米会执着前行。”
2021年，小米自研手机芯片进入“玄戒”时代。那一年，小米做了两个决定，一是造车，二是继续造芯。雷军在长文中表示，澎湃S1尽管失败，但小米保留了芯片研发的火种，转向了“小芯片”的研发。
这对应的业务动态是，小米“化整为零”，先后推出澎湃C、P、G、T等几款外围小芯片，分别是：
自研 ISP 影像芯片澎湃 C1，搭载于小米首款折叠屏 MIX Fold 上，负责影像图像处理。根据官方的说法，在澎湃 C1 自研算法的辅助下，能大幅提升手机在 3A（自动对焦 AF、白平衡 AWB、自动曝光 AE）方面的表现。
充电芯片澎湃P1。主要解决的是高功率和大容量电池之间的矛盾。在该芯片的支持下，小米12Pro在支持120W快充的基础上，实现比同体积、同功率的双电芯电池，多了差不多 400mAh。
电池管理芯片澎湃 G1，通过评估用户平时使用手机的习惯，动态调整手机的放电状态。官方表示在澎湃 G1 的加持下，手机整体续航时间能够提升 3%～5%。
P1与G1都与电池有关，区别在于： P1 负责管理快充，G1 则是负责维护电池健康。除了这三款比较重要的“小芯片”，小米还推出自研的负责智能均流芯片澎湃 R1、负责增强信号的澎湃 T1 等。
需要补充的是，一颗完整的手机SoC主要由 AP、BP 以及其他模块组成。
其中 AP 包括我们常说的 CPU、GPU、NPU 等；BP 则是负责通讯处理的部分，也就是基带、天线等。
图｜源网络
万丈高楼，起于稳固的地基。小米靠着这一颗又一颗小芯片的研发经验，从外围缩小“研发半径”，直到研发出全新的更先进的完整AP。
5月20日，雷军发文称，“小米玄戒O1，小米自主研发设计的3nm旗舰芯片，已开始大规模量产。”
在芯片行业有一个常识，纳米数值越小，意味着晶体管尺寸越微小、芯片性能越高，成本也越大。根据此前公开数据，7nm芯片的成本约为2.17亿美元；5nm芯片为4.16亿美元；3nm芯片的整体设计和开发费用更高昂，接近10亿美元。
这还不考虑流片、量产成本，对于任何一家没有深厚积累、研发决心的企业来说，都是不可承受之重。
而玄戒的投入规模比想象的还要大。雷军介绍，截至今年4月，小米在玄戒的研发上投入总计135亿，相关研发团队规模超过2500人，预计今年投入将超过60亿。“这个体量，在目前国内半导体设计领域，无论是研发投入，还是团队规模，都排在行业前三。”
为了研发芯片，小米制定了长期持续投资的计划：至少投资十年，至少投资500亿。
雷军杀回来了
央视新闻曾发文谈小米3nm芯片，指出这是中国大陆地区3nm芯片设计的一次突破，紧追国际先进水平。随着玄戒O1的发布和商用，小米自研手机芯片又回到了台前。雷军又杀回来了，其重要性不亚于决定造车。
按照他的原话说就是，2021年初，我们做了一个重大决议：造车。同时，我们还做了另外一个重大的决策：重启“大芯片”业务，重新开始研发手机SoC。
小米自研手机芯片，也就是造芯对小米意义重大。雷军曾在2017年回答过为什么要造芯片？当时，他说，处理器芯片是手机行业技术的制高点，“如果想要在这个行业里成为一家伟大的公司，还是要在核心技术上有自主权，公司才能走得远”。
数年后，雷军的理念没有发生太大变化，但更加务实。他认为，“芯片是小米突破硬核科技的底层核心赛道”，要想成为一家伟大的硬核科技公司，芯片是必须攀登的高峰，也是绕不过去的一场硬仗。“只有做高端旗舰SoC，才会真正掌握先进的芯片技术，才能更好支持我们的高端化战略。”
在作者看来，雷军的这句话有几层含义：
首先，造芯是小米成为硬核科技引领者的必经之路。雷军去年曾表示，小米的新十年目标是成为全球新一代的硬核科技的引领者，从互联网的模式创新、应用创新、产品创新，变成硬核科技的创新。小米集团未来五年研发投资要超过1000亿元，大规模投入底层核心技术。 今天的发布会，他再次宣布，小米未来五年还预计投入2000亿研发费用。
要实现这个目标，就要持续深耕底层核心技术，做好底层基建。自主研发设计手机SoC芯片或是其中最重要的一环，也是小米形成“芯片+OS+AI”格局的三大核心支柱之一。
其次，芯片是全面对标苹果的重要一环。小米高端化的一个重要战术是，全面对标苹果。而苹果、三星等行业最优秀的手机公司，都具备芯片设计能力。只有芯片对标、系统对标，才能做到整体体验对标苹果，找到小米高端化战略的强力引擎。并通过吃透底层技术，变黑盒为白盒，充分利用底层硬件特性，才能真正软硬结合，为用户提供更好的使用体验。
第三，芯片是小米智能硬件差异化竞争的唯一途径。手机、IoT的终端设备，在AI还没有彻底完成产业链重构之前，其同质化现象日益突出，这直接影响到消费者的购买决策。比如手机消费者的换机周期越来越长。
对手机等智能终端厂商而言，外采平台的设计目标是通用型、普适性，很难为厂商做定制功能，只有软硬全局规划，根据软件技术规划定义芯片，才能带来差异化体验。
天风证券研报预计，小米发布自研芯片后，国产手机高端竞争格局或开始加速变化，而头部具备自研底层硬件能力的手机厂商，其市占率提升或是小米估值提升的核心逻辑之一，此外自研芯片带来的关注度、用户体验和公司科技形象更为重要。
小米自研SOC芯片正是聚焦技术创新、打造差异化优势的关键一步。同时，这也是小米“人-车-家”生态战略不可或缺的一环。目前来看，小米在手机、OS、芯片层面的多年自研和投入已经逐渐兑现，形成“芯片+OS+AI”的的协同效应。例如自研芯片或在手机以外的产品端使用，系统的优化规模效应或跨平台体现。
正如财经杂志评价，小米当前迫切想要在消费者心中树立起“硬科技企业”的形象，摘掉长期以来被外界诟病为“代工厂”“只会营销、没有核心技术”等帽子。自研芯片既是小米科技实力的体现，也是小米通往品牌高端化的最短路径。长期回报来看，自研芯片关系到小米未来战略布局。
“两条腿走路”
我也看到，小米玄戒O1的发布，除了小米自身受益，还有另外一层更为重要的意义：中国芯片实现制造和设计两条腿走路。
我也看到，小米玄戒O1的发布，除了小米自身受益，还有另外一层更为重要的意义：中国芯片实现制造和设计两条腿走路。
这层意义被北京大学经济学教授姚洋一语道破。他专门发布短视频评价：3nm芯片的推出将是中国芯片行业发展的转折点，意味着我们已经可以在芯片制造和芯片设计两个方面，两条腿走路。芯片设计与制造同等重要，我们不能等制造突破了再去补课设计，追求自主可控和追赶国际领先并不冲突。
事实上也是如此。芯片设计与制造是相辅相成的一体两面，同等重要。多数人因为台积电在制造工艺上的领先，产生一个错觉：芯片竞赛的胜负只取决于芯片制造。
设计与制造是芯片产业最为重要的两道工序，翻开半导体产业发展史，芯片设计的难度并不亚于制造，没有英伟达设计的GPU版图，台积电不可能造出全球顶尖的AI芯片，没有高通的设计，三星同样无法造出高端手机SoC。这种设计和制造的协同，是中国半导体发展的重要启示。
要想追上世界先进水平，中国芯片必须要两条腿走路，设计与制造齐头并进。芯片制造已经在中芯国际等产业链、供应链企业的努力下取得重要突破。同样重要的芯片设计，也需要大量像华为、小米这样的硬核科技企业重点投入，潜心攻关，才能在手机SOC、车规芯片、服务器芯片等领域的设计上，和国外厂商同台竞争。
值得指出的是，当前半导体行业的摩尔定律已经放缓，欧美巨头推动芯片微缩的脚步也逐步放慢，我们每前进一小步，差距就缩小一大步，这是中国芯片追赶的关键时刻。
在追赶国际领先的过程中，芯片设计与制造一体两面，同等重要。基于此，华为、小米等企业的深耕探索，对最前沿的工艺和技术的捕捉和突进，对中国芯片产业的人才培养，也是一个积极的信号。此前就有报告指出，中国芯片产业尚存在巨大的人才缺口，特别是高端人才。典型如哲库的后撤，为行业留下大量的人才和经验。
换句话说，在当前全球芯片行业竞争中，一定要有中国企业留在尖端芯片牌桌上，与国际主流技术同步，才能追赶上国际先进水平。苹果的芯片护城河就是靠设计实现，华为、小米等公司的布局，也给中国顶尖芯片人才提供了蓄水池。
当然，小米造芯的路并不是坦途。十年很长，但放在芯片行业里又很短，弯道超车也不是那么简单。比如不少媒体提及，玄戒O1其实在2024年流片完成，原本计划于今年4月和YU7同期发布，但是，3月29日小米SU7高速碰撞爆燃致三人遇难的事故让小米深陷舆论危机，迫使小米将新车和芯片发布节奏延后，打乱了整个产品节奏。
雷军也说，过去一个多月是创办小米以来最艰难的时期。这是挑战，也是巨大的机遇：胜则小米走出舆论危机，并达到一个更高的品牌内核层面；反之，雷军和小米将面临一个更加被动的局面。
但造芯无退路，就像雷军所言：“这是一场持久战，急不得。”
人民网在雷军公布玄戒O1的消息后，发文力挺，“最近一年，小米在新能源汽车、国产芯片等领域接连带来突破创新。这证明了，只要坚定实干，就没有不可逾越的高山只要奋起直追，后来者永远有机会。”
好在，小米已经在路上，并且离成功的终点，越来越近，并跑得越来越快。
参考资料：
财经杂志，《关于小米造芯，五个关键问题和可能答案》
唐辰同学，《小米造芯十年，雷军不再“澎湃”？》
观察者网，《填补中国大陆先进芯片设计空白！3nm小米芯片要来了》
(来源：新浪科技)
