问题三：手机SoC的研发难在哪？

在这件事上，小米曾经是失败者。

2014年10月，小米开始着手研发手机SoC，其产品澎湃S1在2015年7月完成硬件设计、首次流片，9月样品回片、首次点亮，2017年3月，小米5C搭载澎湃S1上市[2]。

澎湃S1定位中端，芯片设计中的核心部分来自大唐电信（与小米共同成立松果）旗下联芯科技的SDR1860平台技术。然而澎湃S1投入10亿元，耗时3年，只存活了6个月，继任者澎湃S2无疾而终。

手机SoC的研发不仅仅是个技术问题，而是对一家公司技术研发、组织治理、财务管理的全方位考验。

一般来说，旗舰机型需要在上市日期的一年之前拿到SoC，开始软硬件适配的开发，所以芯片设计部门的Deadline就是新机上市的一年前。

在这个时间之前，芯片设计部门需要完成架构设计与规划、验证仿真、IP集成、物理实现、流片等多个步骤，时间跨度在18-36个月[3]，每个步骤都可能遇到反复修改、推倒重来的情况。整个流程就像多米诺骨牌，牵一发而动全身。

在芯片设计环节，一旦某个环节超出预期，会形成连锁式反应。

同时，芯片规模越大、设计越复杂、制程越先进，容错率就越低。

一颗SoC（System on Chip/片上系统）是一块大芯片上集成了多个小芯片的系统。每颗小芯片相当于一个小组作业，整颗手机SoC则是毕业论文。

毕业论文写不完可以延期毕业，但手机是个快速迭代的电子产品，哪怕一个季度的延期，对销量的影响都是灾难性的。

芯片设计的另一个风险在于，芯片的研发过程中不产生任何现金流，很容易造成财务失控。

流片环节是成本的大头，也是最“不可控”的一环——所谓流片，可以理解为将设计好的方案交给台积电等代工厂，由后者生产出样品以芯片检验是否达到设计要求。

一颗6nm ISP流片一次的价格是4000万美元，芯片越复杂，制程越先进，价格越高。同时，流片环节容错率为零，哪怕一个微小的环节出现错误导致流片失败，就得重新掏钱。

根据西门子EDA/Wilson研究小组出具的一组数据，2024年首次流片成功率仅在14%[4]。澎湃S1的后继者S2传闻就是多次流片失败最终流产。

手机SoC的竞争往往涉及最先进的工艺，为了提高流片成功的概率、降低流片失败的损失，往往需要与代工厂提前沟通，根据制程技术细节调整芯片设计结构。

这里又有优先级的问题，苹果可以在台积电3nm开发初期就知道晶体管密度、金属线间距、用的光刻机通光口径是多少，最大程度提高设计环节的容错率。显然，不是所有公司都有这个待遇。

问题四：小米为什么要做SoC？

从苹果到三星，从华为到小米，每个手机品牌都有一颗自研SoC的心。

2007年，苹果内部造芯计划已箭在弦上，这一年的iPhone发布会上，乔布斯引用了“个人计算之父”Alan Kay的一句话：真正在意软件的人，应该自己造硬件。

Alan Kay的“个人计算”概念指向一种以个人为中心的计算模式，强调计算设备应该具备易用性、灵活性和个性化。用现在的话来说，就是提高消费者体验。

消费者是为体验买单的。iPhone 4的畅销不是因为苹果自研了芯片，而是它真的能玩愤怒的小鸟。芯片的性能再强，没有适配的软件和功能打配合，不过是给瞎子抛媚眼。

产业的分工让高通、联发科这一类第三方芯片供应商拔地而起，终端厂商依靠供应商的硬件方案找到了性价比高点，也给软件的开发设定好了结界。

第三方供应商的芯片讲究通用性，但这种通用性最大的问题在于，高通会按照所有客户需求的最大公约数指引芯片设计，不可避免地会忽略特殊的需求。

特斯拉在转向自研FSD芯片前，采用Mobileye的自动驾驶芯片，但由于无法自定义或修改逻辑底层，想要优化算法还得等待Mobileye的通用更新，完全脱离了马斯克预期的软件快速迭代的节奏。

2016年官宣分道扬镳之际，马斯克在一封邮件中直言“同行太菜”[7]：“不幸的是，Mobileye必须支持数百款来自传统车企的车型，因此无法跟上特斯拉的步伐。”

手机品牌自研芯片与特斯拉最终转向FSD自研的理由是一致的：提升软件的适配性。

苹果通过移除ARM公版IP上冗余的NEON指令，减少了12%的晶体管浪费，同时定制AMX矩阵扩展单元，使得芯片的AI推理性能提升了8倍——这就是自行设计满足特殊需求的典型案例。

设计SoC是一件门槛非常高的事情，十年前小米风头无两，但在线下渠道、IoT业务、供应链管理等环节还有诸多欠账要补。

十年后二战SoC，背景是小米重回全球三巨头序列，第二大业务AIoT年收入突破1000亿元。人有钱了就会有冒险精神，干点长期主义的事，对公司来说也一样。

问题五：玄戒O1成功了吗？

如果成功的标尺是芯片量产，在终端设备上点亮，那么玄戒O1是成功的。

如果成功的标准是通过芯片实现了预期的技术目标，并得到市场的验证，那么玄戒O1还没有。

设计芯片的目的不是摆在展示柜里瞻仰，而是参与充分的市场竞争，实现产品体验的提升和正向的财务回报，是一场名副其实的马拉松——第一圈落后20米，第二圈只落后15米，直到齐头并进甚至超车领先。

苹果第一代A4还是“套壳三星”，第二代A5多核性能甚至落后英伟达Tegra 2，直到第三代A6凭借自研的Swift架构单核性能翻倍，开始与同代顶级SoC平起平坐，再到A7率先进入64位时代，将仍处在32位时代的高通、三星远远抛在身后。

当SoC开始稳定迭代，也代表着整体架构、研发思路的确定，而围绕SoC展开的软件开发、零部件创新也会有迹可循，硬件升级的方向走向明晰，最终的目标是从手机业务延伸到其他硬件——即平台化。

手机SoC的“三大天王”——苹果、三星、华为，共同点是拥有足以与手机业务媲美的硬件产品矩阵来分摊研发成本，比如手机和平板SoC之间大部分IP均可复用，高通此前诸多车载座舱芯片，都由同代的手机SoC魔改而来。

小米是世界一流的消费电子公司，但也是集成电路产业的新兵，他们面前有足够多的教材可以参考，但这些被当作教材的企业当年躬身入局时，也曾抱着前辈的教材栽过跟头。

集成电路产业的复杂性在于，定义这个产业的巨人建立起了密不透风的壁垒，足以让任何跃跃欲试的挑战者望而却步；而它的魅力也在于，它有足够长的技术空间和足够大的市场规模，容得下不止一家的伟大公司。

参考资料

[1] 三星电子与台积电3nm良率难稳，或将影响明年订单竞争，朝鲜日报

[2] 雷军说，小米做手机芯片是九死一生，我为什么还要做？steam在线

[3] 芯片工程师“保质期”有多久，路科验证

[4] 芯片首次流片成功率为何大幅下降，Semiconductor Engineering

[5] 小米的“芯事”，AI蓝媒汇

[6] 对话雷军：小米10亿造芯背后，第一财经

[7] Mobileye Parts Ways with Tesla，Industry Week

[8] 苹果造芯：失败、蛰伏、蓄力，然后打赢所有人，饭统戴老板

[9] 为什么哲库没有成为海思，远川科技评论

[10] 危险的分工：从苹果陷阱，到特斯拉幻影，远川科技评论