智能硬件

可穿戴设备芯片的变化从依赖进口到国产芯片崛起

目前市场上的智能手表与普通手表类似:由屏幕和手环组成。 屏幕尺寸可能在1.5英寸以内,重量小于50g,具有一定的计算和存储能力,具有短信、通话等通讯功能,支持iOS、Android等第三方应用,可以与手机同步数据传输手机、平板电脑、个人电脑等

数据显示,2017年中国智能穿戴市场规模达352.6亿元,增速达35.7%。 随着可穿戴行业技术的逐渐成熟和行业的普及,预计2018年中国可穿戴市场将进一步扩大,市场规模达到446亿元,增速达26.5%。

与其他消费电子产品不同,可穿戴设备对单个部件和系统的功耗有更严格的控制。 比如芯片、传感器、显示器、无线模块等都需要精确测量,尤其是芯片,它决定了可穿戴设备的功耗。 产品的性能有好有坏。

在如此庞大的可穿戴市场中,消费者追求的是新鲜感和便利性。 对于制造商来说,如何获得最先进的技术是重点。 以智能手表制造商为例。 主要处理器有高通及其Snapdragon、德州仪器、ST、MTK等,长期主导市场。 国产芯片方面,君正是小米可穿戴设备的芯片供应商。 此外,不少企业已在智能穿戴产品中采用君正芯片。

尽管中国芯片企业经过多年发展,已在设计、制造、封装、测试等领域形成了一批规模化企业,但与全球芯片巨头的技术水平仍存在差距。 芯片设计软件是芯片企业设计芯片结构的关键工具。 目前,芯片结构设计主要依靠EDA(电子设计自动化)软件来完成。

国产芯片迎头赶上

长期以来,我国芯片市场大多被国外企业垄断,每年芯片进口成本超过石油进口成本。 虽然国内商家在小米手表之前就推出了很多可穿戴产品,但最关键的芯片和软件大多都是国外产品。 华为智能手表采用高通的ARM芯片方案和谷歌的Android系统,在核心技术方面乏善可陈。

属于小米生态链的华米AMAZFIT搭载了君正芯片。 君正M200首次被大型有影响力的公司采用,小米也借此机会实现了智能手表的芯片自主化。

M200芯片框图

君正和龙芯都使用mips指令集。 君正和龙芯都属于MIPS阵营。 龙芯更加理想化,走独立路线。 龙芯的指令扩展、编译器开发、微结构设计、SOC集成、操作系统开发、软件生态建设和产业联盟建设都必须由我们自己来完成。

ARM阵营的国内IC设计公司虽然也推出了自己的物联网芯片和可穿戴芯片,但均采购ARM微结构集成的SOC产品,如Cortex A核、Cortex M核等,没有自主知识产权。

英见是中国最早专注于可穿戴设备和物联网领域的本土IC设计公司之一。 其最大特点是超高功耗和高性价比。 Ingenics 的 XBurst 动态功耗是市场上同类产品中的首创。 采用君正芯片的产品待机功耗是同类平台的二分之一。

M200芯片方案的最大优势是电池寿命。 使用M200对君正玻璃和谷歌眼镜进行数据对比表明,君正玻璃在电池寿命、发热、温度、尺寸和成本方面均更胜一筹。

在智能手表中,使用君正M200的产品往往具有更好的电池寿命。 以华米AMAZFIT运动手表为例。 相比Apple Watch不到1天的续航,以及华为Watch 2天的续航,它的续航时间达到了280mAH。 在大容量锂聚合物电池的配合下,华米AMAZFIT运动手表最长续航时间可达11.6天——君正自主设计的XBurst充分展现了智能穿戴产品的低功耗优势。

也正是因为这个原因,在小米采用君正M200芯片之前,inWatch T、锐动X3、GEAK Watch II、CoolGlass ONE、中景智能眼镜、国科第一代智能手表、图曼一代、图曼二代智能手表等产品使用英见的芯片解决方案。

国产芯片的突破之路

我国目前近90%的芯片产品依赖进口。 年进口额达到2000亿美元以上,折合人民币1万多亿元,远远超过石油进口规模。 小芯片有何魔力? 我们与国外芯片行业相比如何?

近年来,神威26010已经应用于神威太湖之光和飞腾2000,其性能基本与Intel E5服务器芯片持平。 龙芯3A3000的性能完全可以满足党政军机关普通用户的日常使用……除了软件生态原因之外,国产芯片从市场上消失的真正原因是科研机构或独立芯片公司与作为整机制造商的商业公司缺乏联系与合作。

与使用国产CPU相比,国内整机厂商更愿意使用国外芯片。 这使得自主研发的处理器即使性能完全能够满足基本需求,也很难进入商用市场。 自主芯片没有商业市场,也不必依赖政府输血。 龙芯和君正都通过实践证明了这一点。

美国总统科技顾问委员会在2017年1月6日发布的《确保美国在半导体领域的长期领导地位》报告中认为,中国芯片产业对美国相关企业构成了严重威胁和国家法规。 虽然中国的芯片产业仍然落后,但有机会通过产业政策缩小与美国的技术差距,然后用更低的价格取而代之。 建议美国总统对中国芯片产业进行更严格的审查。 当时的报道还提到,目前中国进口的集成电路产品有近50%来自美国。

我国芯片进口量屡创新高,进口金额早已超过石油进口量。 缺“芯”已成为“中国制造”的“核心”病。 为了实现芯片国产化,中国政府和民间资本投入了大量资金。

概括

在可穿戴领域以及更多的智能硬件产品上,我国在智能芯片的一些领域取得了突破,但与西方国家相比还有很大差距。 未来首先要赶上成熟的技术路线; 第二,在一些新兴领域要与巨头并肩运行; 敢于在国际前沿的无人区自主创新,打造新动能、新模式、新产业链,实现领先。 只有这样,才能彻底改变进口芯片一统市场的现状。