移动芯片如何走出“高位均衡陷阱”？
嗨，我的朋友，你今天卷了吗？
略显残酷的术语“内卷化”已经成为当代青年工作者相互嘲讽的社会代码。一旦涉及到整个行业，就是一场血战。这一幕对于手机芯片领域的玩家来说并不陌生。
如果你关注一下这几年的半导体行业，你会发现几乎有实力的芯片厂商都陷入了所谓的“高级均衡陷阱”。
比如业界迄今为止能实现的集成度和量产性最高的——5nm芯片制造工艺，在大约两个月的时间里，几乎已经收集了全球手机SoC芯片设计领域的“五张王牌”。
10月，苹果iPhone 12系列手机上的A14抢到了5nm芯片的全球首映；随后，华为Mate40系列搭载的麒麟9000系列芯片成为当时技术最先进、晶体管数量最多、集成度最高、性能最全面的5G SoC。不久前，三星发布了Exynos1080，这是全球第二款采用5nm工艺、集成5G基带的芯片。高通、联发科、英伟达还没有出片，但已经有媒体报道称将在5/4nm开始量产。
众所周知，芯片制造工艺越先进，单位面积需要容纳的晶体管越多，越接近物理系统的极限。业界有一个共识，5nm工艺后，芯片设计将面临更复杂的物理效应，难度会成倍增加，这也意味着R&D和制造成本会增加。
今天的移动芯片领域似乎与内卷化及其导致的“高级均衡陷阱”相适应。
美国人类学家吉尔特认为内卷化是一个边际效用递减的过程。当一种社会或文化模式在某个发展阶段达到某种形式时，它就停滞不前或无法转化为另一种先进模式。那么，从手机芯片的“内卷化”中我们能读到什么呢？
困守摩尔定律围城：移动芯片为何越来越“卷”？
美国经济学家曼塞尔奥尔森(Mansell Olsen)曾用“集体行动的逻辑”来解释现代国家内卷化的原因。一个公平公正的制度能够使人们按照亚当斯密的自利原则进行活动，从而促进公共利益的最大化。但是“集体行动的逻辑”会战胜这个体系，导致有限的增长和内卷化。
很明显，半导体领域是作为政治博弈工具使用的，进入反全球化模式就是一个内卷化系统。失去了共建、合作、贸易动能的移动芯片市场，就像一个封闭的国家，因为分离而简单卷起。
除了制度原因，智能手机作为高性能芯片最大的消费市场，其成长环境和商业模式也发生了重大变化。所有厂商都进入了激烈的股市竞争。当产品增速超过市场增速时，相关产业链自然会进入漫长而痛苦的调整期。
为什么集体选择要和制造过程角力？“摩尔定律死了”已经叫了很多年了，大家都知道它的物理瓶颈就在眼前。量子计算虽然漂亮，但还没有进入实用阶段，离落地微型移动芯片更远；新型半导体材料的工业化生产也有技术问题需要解决；光学芯片和脑芯片还处于想象阶段。主力只能在摩尔定律的道路上跑。
当然，这条路径的天花板也清晰可见。苹果发布的官方数据显示，与A13相比，A14的进程从7nm升级到了5nm，但CPU只增加了17%，GPU只增加了8%，与理论值相差甚远。
“八仙过独木桥显神通”的场景，决定了芯片厂商一定要精进才有机会，但最终的解决方案一定是告别无尽的内卷，寻找更高的天空。
寻路：小术，大道
历史上成功突破内卷的国家有很多。比如农耕文化深厚的法国，就已经蜕变成了大海。荷兰、英国和美国也打破了发展中的内卷化诅咒。典型的驱动力，比如亚当斯密的《国富论》，瓦特的蒸汽机，恰恰说明了新技术、新思想的开放与交流，最终打破了内卷化。
具体到移动芯片领域，有哪些值得关注的新增内容？
第一次机会，当然是5G。
根据中国信息通信研究院的数据，2020年1-9月，中国市场5G手机累计出货量达到1.08亿部，是移动通信行业产业发展最快的一次。
市场需求的突然增加也吸引了各种厂商的竞争。苹果、华为、三星、高通领路，联发科、紫光展锐也在积极部署。
苹果的5G手机也在，但今年她开始向我们走来之前，我们打了一千次电话，催促了一千次。虽然有5G，但是大家看着都有点傻眼。根据台湾《联合新闻网》发表的iPhone 12反汇编文章，A14芯片是高通X55基带芯片。
紧随其后的麒麟9000和三星Exynos1080都采用了应用处理器与5G基带集成的方式，即SoC制造5G芯片，具有性能更强、功耗更低、更省电的优点。行业的下文也证明了麒麟路线的正确性。
目前已经推出三代5G SoC芯片的华为，对5G显然更放心。麒麟9000采用华为自主研发的基带芯片巴龙5000搭建，5G通信比苹果A14好很多。
在麒麟9000上，支持200M双载波聚合。Sub-6G SA网络理论下行峰值速率达到4.6Gbps，上行峰值速率达到2.5Gbps，测速软件可以达到2.6Gbps，是平均水平的两倍。也使得5G超高速传输的特性充分到达用户体验端，可以在目前5G SA网络环境下打造业界最快的5G体验。
为什么苹果、高通等头球员坚持“外挂模式”，因为5G SoC对设计和IP要求很高，天线设计、信道测量，甚至基站和现有网络协议匹配都是学习。
作为业内唯一能提供端到端SA/NSA解决方案(包括系统、芯片、CPE/手机)的供应商，华为和麒麟9000在5G领域的基本功毋庸置疑。科技品牌本身就是一种“话语权”。在移动芯片必须拥抱5G的趋势下，麒麟9000和华为在5G领域的积累和突破，也让中国第一次进入通信革命浪潮的牌照桌。任何事情都有可能，只要它上桌不下去。
移动芯片的第二个重点是架构。
随着人工智能等新能力的出现，移动芯片开始强调异构协作，集成CPU、GPU、NPU、DSP等单元，为不同终端和任务提供灵活的调用。
要根据不同产品的受众创造差异化的体验，购买高通、联发科等芯片显然是不够的。所以苹果、华为、三星都参与了自主开发架构，VIVO也选择与三星深度合作，试图扩大核心组件的差异。
其中，苹果凭借软硬件融合的优势，其芯片一直被业界公认为领先于Android芯片。A14使用的自主开发架构在运行分数上已经超过了其他依赖ARM公共版本架构的芯片。
麒麟9000是全新升级的Cortex-A77 CPU，采用1、3、4、3速节能CPU，大核主频超过3.1GHz，GPU在ARM架构上搭载G78微架构，24个GPU核堆积在非常小的空间内，比上一代麒麟990增加一半，性能和能效协调打造最佳手机体验。另外值得一提的是，NPU已经升级到达芬奇架构2.0版，创新性采用双巨核微核架构。卷积网络的性能提高了一倍，可以灵活应对复杂或简单的AI任务。
Exynos1080是三星放弃自研架构，与ARM、AMD深度合作后打造的。随着新一代ARM架构的出现，增加了NPU和AI解决方案。你可能已经注意到，与CPU等传统计算单元相比，NPU的存在和升级，就像专用于图像计算的GPU一样，由于其在机器学习方面的特殊能力，引起了移动芯片厂商的广泛关注。高通骁龙845发布的时候，因为不符合NPU的趋势，AI能力落后，受到了批评。
这种神经网络处理器是麒麟970在2017年首次引入手机的。为了适应AI趋势，苹果在华为推出NPU的同时，选择使用传统硬件模块进行AI适配。高通的AI Engine还对CPU、GPU、DSP等硬件模块进行调整，达到NPU效果。在高吞吐量计算的情况下，需要将数据上传到云端进行AI推理，然后发回本地。
自主开发的架构在移动芯片设计领域被称为“完美之路”。有多重要？比如苹果处理器一开始并不具备相对于安卓的绝对优势，但是开始开发自己的CPU，从基于ARM Cortex-A8架构的A4芯片摆脱了对三星的依赖，逐渐形成了自己的性能优势。可以预见，在下一场移动芯片架构之战中，拥有底层自主开发技术的苹果、三星、华为等巨头仍将在同一舞台上展开竞争。
巨头们争得不可开交，但是用户最关心的是什么，体验，体验还是体验？
每次发布新的手机产品，参数对比可能不是所有人都懂，但当AI拍照、人脸识别、AR交互等创新应用分享时，观众立刻活跃起来。而当代用户最离不开的一个基本功能就是摄影。
从第一代iPhone开始，相机功能有了创新，比如2012年的全景拍摄，2015年的稳定光学影像，2016年的人像模式等等。
安卓阵营也在迎头赶上。近年来出现了很多令人印象深刻的创新，比如算法层面的AI摄影，最近麒麟9000在硬件层面将NPU和ISP芯片结合起来，打造差异化的视觉效果。
ISP图像信号处理是图像处理的硬件核心，对焦、曝光、构图等都离不开它，这也直接决定了成像效果。传统手机芯片不集成ISP，而麒麟9000创新性的将NPU的AI能力和ISP的成像能力融合在一起。
这样做的好处是图像处理有强大的计算能力支持，每一帧都可以做复杂的算法处理。同时，手机具有“看得清楚”到“了解”世界的能力，比如实时环绕声曝光HDR视频合成，即使在暗光下也能实时捕捉光影细节，进而合成出细节完整的视频。
带来的变化也是用户可以直观感受到的视觉体验提升。看视频的时候，他们会自动调整视频网站的清晰度，用AI让原来的低分辨率图像变得不稳定或者视频质量差。清晰；
或者拍摄视频过渡时，突然的明暗变化会导致细节消失，拍摄不得不暂停或分开。而搭载麒麟9000的手机可以在不同光照条件下捕捉和处理细节，为手机图像的改善提供了基础保障。
今天麒麟9000惊人的创新和面临的困难让我想起一句诗：不被河流接受，就变成一艘船，等待风暴过去。就算被浪打，也不会沉。
在内卷化中重建未来，可能吗？
美国政治学家塞缪尔亨廷顿(Samuel p Huntington)在《文明的冲突与世界秩序的重建》中指出，高度的经济相互依赖“可能导致和平与战争，这取决于对未来贸易的预期”。如果各国预期这种高度的相互依赖不会持续下去，战争就可能发生。
显然，全球半导体产业链的相互依赖必然会在地缘政治局势中变得充满不确定性，因此主要制造商之间的战争可能会变得更加激烈。
所以我们在参与的同时会看到一些隐晦的故事，比如华为高端麒麟芯片的供货困境，OV米对高通芯片采用比例下调，三星快速入行查高通的意义，高通将Snapdragon 875 5G芯片交给三星生产.这些都说明，没有人会一直是这个舞台上的主角。
在手机筹码的赛局中，中国占据的位置和手中的牌也备受关注。我们对未来没有答案，但想讲两个故事：
中国、美国和韩国已经研究了新材料来代替硅材料制造半导体。日本学者向当局抱怨“政府支持不足”，英特尔CEO鲍勃斯旺(Bob Swan)写了一封公开信，声称“美国制造的先进芯片比例不足”，希望美国政府鼓励建设生产工厂。最终还是要像日本一样牢牢抓住自己产业链的优势，或者像美国一样选择查漏补缺，对于已经打造了多年核心的中国半导体行业来说。
不久前又发生了一个故事。2018年，华为手机出货量首次超过苹果，这是麒麟970(华为首款搭载NPU处理器的芯片)在市场上的漂亮胜利。其实这个产品推出的时候，苹果和谷歌都在产品上强调AI，但是没有深挖。这给了华为Mate10系列以AI摄影、GPU Turbo等技术线性发展智能手机的内在路径，也迎来了洗牌品牌认知度、冲击原有市场结构的窗口期。
在技术驱动的移动芯片世界里，事情往往是白发生的，但在反复的遭遇和探索中是否会出现超车机会，是对勇气和毅力的考验。
1793年，麦卡特尼率领英国代表团访问中国。当时大国还健在，耕地面积不断增加，人口增加到3亿，几乎达到农耕文明的极限。80多岁的乾隆自豪地称自己为“完美老人”。
然而，事实上，封闭的帝国已经陷入了“停滞”。《长江三角洲小农家庭与乡村发展》年，黄宗智评价康干盛世为“增长而不发展”，即“内卷化”。但是，乾隆并没有感觉到。他拒绝了代表团扩大贸易的请求。“没有什么新东西是可怕的。”他希望他们能尽快回家。
对新事物保持一点敏锐，一点希望，一点希望，可能是全球移动芯片行业和中国需要学习的东西。
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