芯片

轉自：半導體行業(yè)觀察

2021年的“元宇宙”就像是七八十年代的“二八大杠”自行車一樣時髦洋氣，區(qū)別可能在于“二八大杠”扛起的是小資之家，而“元宇宙”則是扛起了全球科技企業(yè)的股價，似乎只要沾上一點“元宇宙”的概念，企業(yè)的股價就可以暴漲。但不同于風靡了十幾年的“二八大杠”，元宇宙的火熱隨著22年的到來似乎已經走上了消退之路，2月3日元宇宙概念龍頭Meta（Facebook）股價暴跌26.39%，市值更是蒸發(fā)2400億美元（約1.5萬億元）。

消退的原因其實很顯而易見，作為一個集VR/AR設備、AI、芯片、通信、云計算、物聯(lián)網、區(qū)塊鏈等前沿技術于一體的科技成果，當前的技術水平顯然難以滿足“元宇宙”的需求。戳破華麗的外衣，元宇宙顯現(xiàn)出來的是尚未成型的胚胎，因此更是有媒體稱其為2021年最大的泡沫。

從大方向來看，雖然元宇宙可能是未來互聯(lián)網發(fā)展的趨勢，但在Meta暴跌，蘋果、微軟、高通、AMD、英偉達上漲的當下，能在尚處雛形階段的元宇宙中掘金的，可能只有提供芯片的“賣鏟人”。

芯片，元宇宙之根本

目前大家對于元宇宙還沒有一個清晰、明確、具有共識的定義，但可以知道的是，元宇宙將創(chuàng)造一個互通互聯(lián)的虛擬世界，在這個世界里，人們不僅可以進行電子游戲，還可以舉辦演唱會，參加畢業(yè)典禮、購買房產、舉辦婚禮，它就像是一個與現(xiàn)實世界平行的新世界，現(xiàn)實世界可以做的事情，你都可以在這里完成。而要達到這樣的理想水平，必然會對沉浸感、參與度、永續(xù)性等提出更高的要求，因此，提升AR、VR、5G、云計算等技術的成熟度勢在必行。

顯然，芯片就是提升上述這些技術的關鍵。知名科技作家陳根曾表示，在芯片產業(yè)獲得技術的根本性突破之前，元宇宙都難以真正實現(xiàn)。原因就在于芯片產業(yè)是元宇宙的基礎關鍵技術之一，所有搭載的元宇宙設備都需要基于芯片，包括所有的數(shù)據(jù)處理設備也都需要借助于芯片及處理器。

• VR/AR芯片

作為連接現(xiàn)實世界與元宇宙的重要橋梁，虛擬現(xiàn)實是元宇宙呈現(xiàn)的關鍵技術。確切的說，元宇宙將由VR驅動，在這個空間內，用戶將自由地控制自己的數(shù)字化身。

現(xiàn)階段業(yè)內普遍認為，元宇宙時代的硬件就是VR/AR/MR。IDC 數(shù)據(jù)顯示，預計 2024 年 VR/AR 終端出貨量超 7600 萬臺，2020-2024 五年期間 VR/AR 終端出貨量增速約為86%。

VR/AR 產品的崛起自然也會帶動芯片的發(fā)展，對于芯片的需求只增不減。從架構上來說，VR芯片的架構基本和其他智能設備的SoC類似，下文中提到的算力芯片和通訊芯片也是其重要組成部分。從發(fā)展趨勢來看，如今的VR/AR 芯片已經出現(xiàn)了脫離手機，走向獨立和定制化的趨勢。

• 算力芯片

在元宇宙世界，任何構成元宇宙的內容、用戶的互動、算法生產等都離不開算力的支撐，只有強大的算力才能對虛擬世界的運行進行高效處理，才能讓顯示的成像與大量資料的處理更為順暢。此外，人工智能作為元宇宙發(fā)展的關鍵技術之一，算力更是實現(xiàn)人工智能技術的重要保障。

英特爾高級副總裁Raja Koduri曾表示，沉浸式計算，規(guī)模龐大，可供數(shù)十億人實時訪問，就需要將計算能力從目前最先進水平至少再提升1000倍，同時實時響應必須少于十毫秒。

目前，算力建設已被正式納入我國新型基礎設施發(fā)展建設體系，《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出算力能力的提升是“十四五”時期的重點任務之一，“在算力提升方面，要實現(xiàn)算力設施服務能力顯著增強”。

可以說，元宇宙的發(fā)展將推動世界加速進入智能算力時代，算力的供給和發(fā)展將決定“元宇宙”的進程。因此，像CPU/GPU 等高速運算芯片成為了關鍵角色。

• 無線通訊芯片

元宇宙歸根結底是個講究即時、逼真且穩(wěn)定互動的虛擬世界，低延遲是它的關鍵特征之一，這對通訊基礎設施尤其是5G提出了更高的要求。高頻寬、低延遲、廣連結作為5G的三大特性，可以提升VR產品的使用體驗。

5G 的高速率在網絡上保障了 VR/AR 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而低時延又減少了 VR/AR 眩暈等難題。在此背景下，無線通訊芯片自然也成為了關鍵。

芯片廠商的勝利

綜上所述，芯片對于元宇宙的重要性不言而喻，不少科技界人士都表示芯片是元宇宙的“核心基礎”之一。然而元宇宙所需的芯片的技術含量和門檻都很高，這也使得芯片領域成為元宇宙的競爭制高點。誰掌握了深厚的芯片技術，誰就能更容易在元宇宙早期階段取得超預期表現(xiàn)，這也是一眾芯片巨頭在元宇宙熱潮中能夠成為“賣鏟人”的原因。

• 英偉達

在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，英偉達是毫無疑問的贏家。過去兩年，英偉達的股價一直在上漲,自2020年初以來飆升超過300%，分析師預計，未來五年英偉達的銷售額和每股收益的年復合增長率將分別為20%和25%。

正如上文中所提到的，元宇宙中最需要的就是算力，算力是元宇宙最基礎的設施，英偉達作為“GPU之父”，最擅長的就是解決算力方面的問題，它所具備的技術可以真正帶領芯片朝著元宇宙方向探索。

而其最為熱議的標志性事件就是14秒的“數(shù)字替身”。在2021年4月英偉達舉辦的GTC峰會上，英偉達CEO黃仁勛長達1小時48分鐘的主題演講中，有14秒是“數(shù)字替身”代為出席。不僅人是替身，黃仁旭身上的標志性皮衣、帶壁爐的廚房以及桌上的所有物件，都是通過軟件技術渲染出來的仿真畫面。這14秒不僅是英偉達Omniverse的宣傳，更是對元宇宙賽道的主動覆蓋。

• 高通

作為移動領域的領軍企業(yè)，高通引領了每一代蜂窩通信技術的演進。高通總裁兼首席執(zhí)行官安蒙曾在投資者大會上表示，隨著智能網聯(lián)邊緣的擴展和元宇宙的興起，未來十年，高通的潛在市場規(guī)模將從目前的1000億美元增長至7000億美元。

在高通看來，旗下驍龍將是通往元宇宙的“門票”，其發(fā)布的驍龍8 Gen 1分別為連接、AI、影像、音頻、安全和游戲，正好對應“元宇宙”所需要的所有元素。除了驍龍芯片外，高通還與微軟合作開發(fā)可控制輕量級增強現(xiàn)實 (AR) 眼鏡的定制芯片，供消費者和企業(yè)使用元宇宙應用。

• 蘋果

1月底，蘋果發(fā)布了截至2021年12月的2022財年第一財季業(yè)績報告。蘋果在2021年第四季度的營收為1239.5億美元、同比增長11%，凈利潤達346.3億美元、同比增長20.43%。出色的財報數(shù)據(jù)讓蘋果CEO蒂姆·庫克一反常態(tài)，他表示元宇宙是一個非常有趣的領域，蘋果在這個領域看到了很大潛力，正在進行相應的投資。

從蘋果的布局來看，大概率是從AR賽道切入元宇宙。無論概念如何變化，AR/VR設備是元宇宙硬件入口已成人們默認的事實，僅僅在2021年，蘋果與AR設備有關的專利技術就達到了11項，相當于其全年所獲得專利技術的九分之一。

除了國外的芯片巨頭外，國內的芯片企業(yè)自然也能從元宇宙熱潮中分一杯羹。百度深厚的人工智能實力、華為XR及通信的多方布局、阿里強大的云服務能力、小米完善的生態(tài)鏈……誠然這些都是國內的龍頭企業(yè)，但隨著市場的進一步成熟，其余的芯片設計企業(yè)也是相當有機會。

先進制程，幕后的贏家

除了芯片設計廠商外，芯片制造商其實也是這場戰(zhàn)爭幕后的贏家。Morningstar曾在一份報告中稱，由于在元宇宙中發(fā)生的許多任務涉及到海量數(shù)據(jù)的實時處理，這將要求涉及的芯片使用只有臺積電（TSMC）、三星（Samsung）和英特爾（Intel）才能使用的高級處理節(jié)點，將導致芯片制造商的受益“不均衡”。

TrendForce 數(shù)據(jù)顯示，CPU與GPU作為元宇宙的核心角色，在 CPU 方面，英特爾及 AMD 主流產品分別落在 Intel 7 (約等同 10nm)和臺積電7nm制程，2022 年已分別有采用臺積電3nm 及 5nm 的規(guī)劃；GPU 方面，AMD 投片規(guī)劃與 CPU 產品幾乎同步；英偉達在臺積電、三星分別采用 7nm 及 8nm 制程，同時已有 5nm 制程規(guī)劃，預計 2023 年初問世。

與熱門程度成正比，先進制程的吸金能力也是一流。以臺積電為例，2021年臺積電總營收為15874.2億新臺幣（約合人民幣3658.3億元），相較去年的13400億新臺幣增長18.5%。其中，全年5納米和7納米合計營收占總營收50%，較2020年增長1個百分點；全年28納米及以下工藝的營收75%，較2020年增長3個百分點。可以說先進制程扛起了臺積電營收的大旗。

根據(jù)TrendForce提供的2021年Q3全球晶圓代工廠商排名來看，能進行先進制程芯片制造的企業(yè)只有臺積電和三星兩家，聯(lián)電、格芯、力積電等都已主動退出先進制程的競爭，而中芯國際、華虹集團等中國大陸企業(yè)受限于光刻機等多方因素，也未涉及到先進制程。

此外，未在榜單上出現(xiàn)的英特爾自2021年Pat Gelsinger宣布IDM2.0計劃而重返全球芯片代工市場之后，也開始準備與臺積電及三星競爭，除了計劃投資200億美元興建晶圓廠外，還不斷傳出并購的消息。2月14日，華爾街日報透露，英特爾公司即將達成一項協(xié)議，以接近60億美元的價格收購高塔半導體，如果談判不破裂，協(xié)議最早可能于本周公布。雖然高塔半導體未涉及先進制程，但可以看出英特爾搶奪代工市場的決心。那么，作為吸金主力的先進制程自然不會被輕易放棄，為此，英特爾還特地為其制程節(jié)點引入了全新的命名體系，其中包含新的節(jié)點命名和實現(xiàn)每個制程節(jié)點的創(chuàng)新技術如下：

總的來說，作為元宇宙所需芯片必不可少的環(huán)節(jié)，能夠進行先進制程的晶圓制造廠商也無疑會成為贏家之一。其實，元宇宙的硬件已有發(fā)展多年，臺積電、三星、英特爾早已參入其中，就像臺積電董事長劉德音曾表示的，臺積電早就為真實與虛擬世界的結合應用開發(fā)技術。

無論元宇宙是“風口”還是“泡沫”，從當前技術發(fā)展趨勢來看，虛擬世界離現(xiàn)實世界越來越近已成既定的事實。只要是虛擬世界，其運行根本就離不開芯片，因此我們能做的就是打好“芯片”這個地基，只有這樣才能更好得迎戰(zhàn)互聯(lián)網的終極形態(tài)。

無論未來是“元宇宙”還是“方宇宙”。

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