王朝暉+程貴鋒
基于芯片產業整體關系視圖簡要介紹了手機芯片行業的產業格局、上下游關系和競合趨勢。聚焦LTE手機的主芯片、基帶芯片與射頻芯片等關鍵細分芯片領域,總體分析了競爭格局與發展狀況,逐一剖析了LTE時代主要芯片廠商的產品布局、市場策略和發展前景。最后對影響芯片領域競爭走向的關鍵因素進行了分析與展望。
LTE 手機芯片 市場競爭格局 主芯片 基帶芯片 射頻前端芯片
1 手機芯片產業格局
根據IDC數據顯示,2014年第2季度全球智能手機出貨首超3億部,達到3.01億部,同比增長25%,繼續維持較高的增長速度。而同期的PC出貨量僅為7 440萬臺,同比下滑1.7%。智能手機及平板電腦所代表的移動領域已經完全引領了芯片行業的發展方向。
智能手機上游的芯片產業也正經歷著巨變。芯片產業俗稱半導體產業,是技術密集和資金密集的產業。從產業鏈的分工來看,大致可分為IP(intellectual property)廠商、IC(integrated circuit)設計廠商和芯片制造廠商、制造上游的原材料商和制造設備商以及制造下游的封裝測試廠商。根據廠商參與產業分工角色的不同有2種模式:一種是涉足全部領域、垂直一體模式,PC時代的芯片霸主Intel是此模式最杰出的代表;另一種是分工合作模式,在智能手機為代表的移動市場,ARM、高通、臺積電是代表。目前分工合作模式正主導著芯片產業的競爭格局和走向。芯片產業整體關系視圖如圖1所示:
圖1 芯片產業整體關系視圖
手機CPU市場的IP環節中,ARM內核幾乎完全統治市場,其憑借低功耗設計、開放的授權模式、強大的生態系統已經建立起幾乎不可攻破的競爭門檻。也正因為如此,Intel x86的Atom處理器則把突破的方向瞄準平板電腦市場,MIPS架構把希望寄托在可穿戴設備等新興市場。
產業鏈各環節的領導者都在積極打造和拓展自己的生態體系,試圖擁有更多的話語權。以ARM為例,ARM在積極開發下一代CPU內核CortexA50系列的同時,還在開發面向可穿戴的Cortex M系列、面向實時系統的Cortex R系列以及GPU Mali系列,觸角伸向更多目標市場。靈活的授權方案,通過POP(Processor Optimization Pack)授權在芯片領域推廣“Turnkey”方案,AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)總線、接口IP、邏輯IP等完美配套,幫助客戶降低設計風險,加快了產品投放市場的速度。
在芯片制造環節,制程工藝是關鍵。LTE對手機芯片的功耗控制提出了更高的要求,相比芯片架構優化帶來的功耗降低,制程工藝提升帶來的功耗降低則立竿見影,且越來越明顯地決定著芯片的功耗表現。臺積電是芯片代工領域的領導者,其先進制程在很大程度上決定了芯片設計廠商旗艦產品的功耗水平和推向市場的時間。例如,即將發布的蘋果A8及高通的驍龍810均采用其最先進的20nm工藝,而下一代14nm /16nm FinFet工藝則已進入試產/量產準備階段。芯片市場的激烈競爭也傳導到芯片制造領域,以往幾年一代的制程升級換代,現在加速到幾乎每年一換代,這對制造商的技術儲備和資金能力都提出了極高的要求,競爭門檻越來越高,芯片制造領域強者恒強的格局已經形成。
關于IC廠商環節,高通是其中的典型代表。IC環節是本文闡述的重點,本文將重點闡述主要IC廠商的發展現狀、競爭格局、市場策略與發展前景。
2 LTE手機關鍵芯片競爭格局分析
智能手機采用的芯片種類很多,對于LTE手機而言,最主要的芯片是主芯片(SoC或獨立AP)、基帶芯片和射頻芯片等。
2.1 主芯片市場
相比2G和3G時代,如今手機芯片的市場格局已產生了巨變,2013—2014年TI、博通、瑞薩等大廠退出,以MTK、展訊為代表的新興廠商正在崛起。據Strategy Analytics統計,2014年第1季度,高通、蘋果和MTK占智能手機應用處理器(AP)市場份額超過80%(按收益統計),其中高通占比超過50%。按出貨量統計來看,高通占比超過三分之一,MTK躍居第2位,具體如圖2所示,手機芯片廠商走向寡頭競爭的跡象正在隱現。
圖2 2014 Q1按出貨統計AP市場份額
從整體來看,主芯片商可分為“面向公開市場”和“自用為主”2大類。主芯片商的競爭格局如圖3所示:
面向公開市場的參與者中,高通與MTK主導市場競爭的格局已經初顯,其中基帶能力、芯片整合度將影響競爭格局走向。Marvell市場空間受到擠壓,Intel是需要持續關注的變量因素,展訊等中國低成本芯片商占據低端市場。
自用市場參與者中,蘋果繼續引領技術創新。三星AP產品發展步伐放緩,后續發展依賴于三星集團對芯片業務的定位。海思正縮短與先進水平的差距,并在LTE基帶技術等局部領域開始取得突破。
2.2 基帶芯片市場
LTE手機意味著多模多頻。基帶芯片具有高投入、回報周期長等特點,TI、英飛凌、博通、瑞薩、STE等芯片巨頭相繼退出,而且進入LTE時代后,由于需要后向兼容3G、2G,加上全球LTE頻段分散,LTE手機的多頻多模特性導致基帶芯片門檻提高,基帶芯片的能力基本上決定了主要芯片廠商的市場地位和競爭走向。
在基帶芯片市場,整體呈現1+X的格局。按出貨量來看,高通、MTK、展訊占據市場前3位,具體如圖4所示:
圖4 2014年Q1按出貨統計的基帶市場份額
高通憑借專利優勢,在3G時代確立了基帶領域的霸主地位,并將這一優勢延續到LTE時代。據Strategy Analytics數據顯示,2014年第1季度,高通占據基帶芯片市場66%的份額(按收益統計)。這得益于其在基帶和射頻領域多年的積累和戰略性的前瞻研發投入。全球智能手機市場剛剛起步時,高通在2010年即推出了第1代兼容3G的LTE多模多頻基帶芯片9x00,直至2014年夏天推出采用20nm工藝的第4代LTE多模多頻基帶芯片9x35,從技術上來看,領先競爭對手一年時間左右。目前來看,高通的領先位置暫未受到挑戰,尤其在高端基帶芯片以及對CDMA的支持上。endprint
MTK的LTE基帶芯片起步較晚,2014年下半年才開始規模商用,當務之急是產品穩定并迅速迭代產品。從VIA獲得CDMA相關授權后,支持CDMA的基帶/SoC產品預計在2015年年中推向市場,成為真正意義上的全模芯片供應商,這將給高通更大的競爭壓力。海思在基帶芯片領域進步很快,在基帶新技術領域最有希望挑戰高通。Intel LTE基帶急需用一個成功案例來證明自己。愛立信重返基帶市場,但目前前景不明。國內的展訊、聯芯、重郵等廠商的基帶芯片主要定位在低端市場。
2.3 射頻前端芯片
LTE的多模多頻,對射頻前端芯片也提出了很高的要求。目前市場主要的射頻廠商包括Skyworks、RFMD(合并TriQuint)等。
高通在鞏固自身基帶優勢之外,積極向射頻前端芯片市場拓展,是業界第一家推出完整的LTE多模多頻射頻前端RF360方案的廠商,包括天線匹配調諧器、包絡功率追蹤器、PA&天線開關、RF ROP(垂直封裝),完整支持40多個頻段,并試圖用CMOS PA來取代傳統的GaAs PA。這將對傳統射頻廠商產生深遠的影響,近期需觀察CMOS PA成本和性能之間取得的平衡如何。傳統的PA廠商也通過積極研發多模多頻PA、特殊性能的濾波器等來解決LTE多模多頻及頻段之間的干擾問題。
3 主要手機芯片廠商產品布局及策略分析
(1)高通。高通在手機芯片市場形成了從SoC到基帶、射頻前端完整而巨大的競爭優勢。
在公開市場的高端芯片領域里高通沒有競爭對手,驍龍800產品成為主要手機廠商(蘋果、華為、三星的部分機型除外)旗艦、高端機型的標配。在產品方面,全面轉向64位及LTE支持,并適應中國市場,推出8核芯片產品。策略上,穩固中高端并通過驍龍400及驍龍200系列與MTK進行正面競爭。另外,高通積極布局可穿戴、智能家居、無線充電等多個新興領域。技術、產品、成本優勢明顯,尚欠缺的是QRD(參考設計)的力度及本地化服務。值得重點關注的是國家發改委對高通的反壟斷審查對其現有的商業模式會產生一定的影響。
(2)MTK。MTK利用Turnkey方案及豐富的產品線快速成長,并顯露出挑戰高通的能力和意愿。2014年下半年首款4G SoC產品MT6595上市(當前已有MT6290基帶搭配3G SoC的手機產品上市銷售),正式吹響進軍LTE市場的號角。
從產品布局來看,中檔的MT6595、2015年初的MT6795、中低端的MT6752均為8核芯片,低端的MT6732則是4核芯片。值得重點關注的是支持CDMA的MT6735將于2015年中上市,將有望打破C網長期以來高通一家壟斷的格局。MTK的主要技術優勢體現在多核、先進多媒體能力支持、功耗優化等方面。除4G SoC外,MTK還有面向3G及功能機的多個低端平臺。與谷歌聯合推廣Android One方案是MTK鞏固低端市場的一個重要籌碼。
從市場策略來看,2014年4月,MTK在北京發布全新品牌標識,力圖展現新的品牌形象,擺脫“山寨”廉價的帽子,并將目標人群指向“超級中產階級”,“往上走”成為其必選項。國際品牌索尼、HTC、LG等采用MTK芯片產品,有助于提升其品牌形象,使其真正從中國走向世界。
(3)海思。華為海思在芯片領域厚積薄發,在VoLTE、載波聚合、Cat6等LTE的多個關鍵技術節點緊跟高通,海思中國芯成為華為手機的關鍵標簽之一。2014年6月發布的Kirin 920是全球首款商用的支持LTE Cat6的SoC芯片,領先高通半年時間。有產業鏈消息稱,Kirin 930成為臺積電16nm制程首個試產芯片。海思在LTE基帶以及SoC方面都取得長足進步,并且已經通過大規模商用檢驗。后續海思是否會開放給其它終端廠商使用備受業界關注,目前來看答案是肯定的,但具體開放時間可能不會很快。
(4)Intel。Intel在收購英飛凌的基帶芯片后,前幾年一直保持基帶芯片市場第2名的地位,但2013年從蘋果轉單高通后,Intel受AP劣勢嚴重拖累,導致如今在手機市場幾乎難覓Intel蹤跡。
2014年5月,Intel與瑞芯微達成合作,共同開發SoC芯片SoFIA產品線,邁出從垂直整合模式向開放授權合作模式轉變的重要一步。Intel 2014年的主要目標是在平板市場取得突破,若LTE基帶芯片7260被三星的Galaxy系列采用,2015年的SoFIA芯片或許有機會。
Intel注資展訊后,有望借助展訊向國內中小廠商提供Turnkey方案,取得在移動領域的突破。
(5)三星。三星Exynos芯片在首發A15及8核之后,沉積了很久,Exynos 6代(64位芯片)遲遲未出引起市場諸多猜疑,產品研發放緩是不爭的事實。從客戶角度來看,之前除魅族外,尚無主流終端廠商采用三星芯片。
2014年年中,三星改變原有以芯片自用與AP領域為主的策略,進入基帶領域,開發及集成LTE基帶,發布參考設計方案面向外部客戶,但效果如何還需觀察。三星Exynos芯片的后續發展取決于三星集團公司對芯片業務的戰略定位、持續的投入以及生態系統的建設。
(6)展訊。展訊被紫光收購后,LTE基帶芯片9620近期通過中國移動測試,標志其正式進入LTE市場。低端、甚至超低端市場將是展訊的戰略重心,后續與RDA的射頻端協同、國家對集成電路產業的扶持都有利于展訊發展,3—5年內可能會看到質的變化。
Intel注資展訊使得展訊能夠實現LTE領域的快速突破,有望趕上2015年LTE發展期機遇。
4 影響芯片廠商競爭走向的關鍵因素
影響芯片市場競爭走向的關鍵因素主要包括生態體系構建、芯片新技術研發、制程工藝、用戶&伙伴等。
(1)生態體系。芯片領域的競爭門檻本質上是生態體系所形成的壁壘,尤其是在競爭激烈、快速迭代的智能手機市場,現有的主導生態體系的優勢幾乎不可逆轉。endprint
IP廠商的生態系統壁壘最為明顯,幾乎所有IC廠商均采用ARM內核設計芯片、OS廠商首先支持ARM內核、應用開發者也優先給予適配,這樣強勁的生態系統基本將MIPS、x86內核從手機領域踢出。
產業鏈其它環節的領導者也在構建自己的生態體系。高通聯合器件供應商推廣器件認證,通過QRD參考設計聚集終端廠商等,搭建以芯片商為中心的產品生態體系。臺積電建立大聯盟,包含EDA(Electronic Design Automation)、IP、IC設計、設備商、材料商等,建立代工制造領域的完備生態體系。
(2)芯片技術。技術發展在任何一個行業都是影響競爭走向的重要因素,在手機芯片這個技術密集型行業更是如此。低功耗、高性能、集成化、整體體驗優化將是芯片技術發展的主要方向。各廠商在技術方面的投入、前瞻性、戰略判斷等會體現到其新產品的競爭力上,進而影響競爭格局的走向,比如ARM推出v8架構,將手機芯片帶入64位時代;高通率先推出支持LTE-A的第4代多模多頻芯片。
當前產業鏈中的巨無霸企業,如果在技術上保守不前,也將會被取代和邊緣化。技術競爭是比沖刺、比耐力的持久戰。擁有集團整體優勢的企業在新技術發展方面會有一定的整合優勢,比如海思可以充分利用華為在網絡設備領域的既有資源領先競爭對手進行芯片與網絡之間的聯調測試,加快新技術研發的推出進度。
(3)工藝制程。工藝制程在芯片產業鏈中的地位將愈加重要。目前,Intel、臺積電、三星引領先進制程的方向。由于Intel尚未全面開放芯片代工業務,臺積電和三星的制程進展對眾多Fabless芯片廠商至關重要。先進工藝的前期跟進(產品設計階段)、先進產能的爭奪對高通、蘋果新品的上市尤為重要,臺積電、三星、蘋果、高通之間在互相博弈。對于制程進展本身而言,臺積電今年20nm量產,16nm FinFet試產;三星在2014年底或2015年初量產14nm FinFet,臺積電在3D FinFet制程進展上稍有落后。18寸晶圓廠、10nm及以下制程、環保生產會是接下來制程發展的主要方向。
(4)用戶&伙伴。芯片廠商下游的用戶包括OEM、IDH(Independent Design House)等廠商的支持,這對芯片商的發展至關重要,是芯片廠商良性發展的關鍵一環。并且馬太效應明顯,越主流的廠商和芯片平臺,會有越多的下游用戶使用,OS等合作伙伴會優先適配支持,應用開發者也蜂擁而至優先開發,在這方面ARM、蘋果、高通、MTK是其中的翹楚。
(5)政策扶持。國家或區域對產業的政策扶持也深刻影響著芯片產業的發展。從臺灣、韓國的集成電路產業快速崛起的歷史經驗中可以看出:在追趕世界領先水平的前二三十年都是依靠政府持續不斷的大力扶持。2014年6月,中國正式發布《國家集成電路產業發展推進綱要》,各地紛紛出臺地方集成電路扶持政策,國內芯片產業發展將迎來前所未有的機遇。
5 小結
綜上所述,可以看出:
(1)在LTE手機芯片市場,ARM生態體系優勢愈發穩固,芯片行業趨向收斂,會陸續有公司退出,兼并重組亦會此起彼伏。
(2)高通、MTK兩強相爭是LTE手機芯片市場的主基調。高通向低端拓展,MTK力求“往上走”,激烈的市場競爭不可避免。2014年下半年及2015年尤為關鍵,驍龍410以及后續的210與MT6752/MT6732/MT6735的競爭結果基本決定了后續的LTE芯片市場競爭格局。海思、Intel、三星則是主要的變數因子。
(3)在政策扶持的東風下,對展訊等中國芯片公司而言,這是一個好的時代。Intel注資展訊有望對國內芯片競爭格局產生深遠的影響,值得進一步關注。
參考文獻:
[1] 馬承平. IDC:上半年PC出貨量回暖但仍整體下滑[EB/OL]. (2014-07-18). http://www.pcpop.com/doc/1/1025/1025449.shtml.
[2] 徐鵬. IDC:第二季度全球智能手機出貨量超3億[EB/OL]. (2014-08-15). http://news.zol.com.cn/473/4730325.html.
[3] Sravan Kundojjala. Strategy Analytics研究報告[EB/OL]. (2014-06-10). http://www.strategyanalytics.com/default.aspx?mod=reportabstractviewer&a0=9753.
[4] 慧聰電子網. MTK提出全新品牌主張 力改過往廉價形象[EB/OL]. (2014-04-24). http://www.eepw.com.cn/article/245991.htm.
[5] 王朝暉,程貴鋒. 2014年國內市場LTE手機發展分析[J]. 移動通信, 2013(23).endprint
IP廠商的生態系統壁壘最為明顯,幾乎所有IC廠商均采用ARM內核設計芯片、OS廠商首先支持ARM內核、應用開發者也優先給予適配,這樣強勁的生態系統基本將MIPS、x86內核從手機領域踢出。
產業鏈其它環節的領導者也在構建自己的生態體系。高通聯合器件供應商推廣器件認證,通過QRD參考設計聚集終端廠商等,搭建以芯片商為中心的產品生態體系。臺積電建立大聯盟,包含EDA(Electronic Design Automation)、IP、IC設計、設備商、材料商等,建立代工制造領域的完備生態體系。
(2)芯片技術。技術發展在任何一個行業都是影響競爭走向的重要因素,在手機芯片這個技術密集型行業更是如此。低功耗、高性能、集成化、整體體驗優化將是芯片技術發展的主要方向。各廠商在技術方面的投入、前瞻性、戰略判斷等會體現到其新產品的競爭力上,進而影響競爭格局的走向,比如ARM推出v8架構,將手機芯片帶入64位時代;高通率先推出支持LTE-A的第4代多模多頻芯片。
當前產業鏈中的巨無霸企業,如果在技術上保守不前,也將會被取代和邊緣化。技術競爭是比沖刺、比耐力的持久戰。擁有集團整體優勢的企業在新技術發展方面會有一定的整合優勢,比如海思可以充分利用華為在網絡設備領域的既有資源領先競爭對手進行芯片與網絡之間的聯調測試,加快新技術研發的推出進度。
(3)工藝制程。工藝制程在芯片產業鏈中的地位將愈加重要。目前,Intel、臺積電、三星引領先進制程的方向。由于Intel尚未全面開放芯片代工業務,臺積電和三星的制程進展對眾多Fabless芯片廠商至關重要。先進工藝的前期跟進(產品設計階段)、先進產能的爭奪對高通、蘋果新品的上市尤為重要,臺積電、三星、蘋果、高通之間在互相博弈。對于制程進展本身而言,臺積電今年20nm量產,16nm FinFet試產;三星在2014年底或2015年初量產14nm FinFet,臺積電在3D FinFet制程進展上稍有落后。18寸晶圓廠、10nm及以下制程、環保生產會是接下來制程發展的主要方向。
(4)用戶&伙伴。芯片廠商下游的用戶包括OEM、IDH(Independent Design House)等廠商的支持,這對芯片商的發展至關重要,是芯片廠商良性發展的關鍵一環。并且馬太效應明顯,越主流的廠商和芯片平臺,會有越多的下游用戶使用,OS等合作伙伴會優先適配支持,應用開發者也蜂擁而至優先開發,在這方面ARM、蘋果、高通、MTK是其中的翹楚。
(5)政策扶持。國家或區域對產業的政策扶持也深刻影響著芯片產業的發展。從臺灣、韓國的集成電路產業快速崛起的歷史經驗中可以看出:在追趕世界領先水平的前二三十年都是依靠政府持續不斷的大力扶持。2014年6月,中國正式發布《國家集成電路產業發展推進綱要》,各地紛紛出臺地方集成電路扶持政策,國內芯片產業發展將迎來前所未有的機遇。
5 小結
綜上所述,可以看出:
(1)在LTE手機芯片市場,ARM生態體系優勢愈發穩固,芯片行業趨向收斂,會陸續有公司退出,兼并重組亦會此起彼伏。
(2)高通、MTK兩強相爭是LTE手機芯片市場的主基調。高通向低端拓展,MTK力求“往上走”,激烈的市場競爭不可避免。2014年下半年及2015年尤為關鍵,驍龍410以及后續的210與MT6752/MT6732/MT6735的競爭結果基本決定了后續的LTE芯片市場競爭格局。海思、Intel、三星則是主要的變數因子。
(3)在政策扶持的東風下,對展訊等中國芯片公司而言,這是一個好的時代。Intel注資展訊有望對國內芯片競爭格局產生深遠的影響,值得進一步關注。
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[5] 王朝暉,程貴鋒. 2014年國內市場LTE手機發展分析[J]. 移動通信, 2013(23).endprint
IP廠商的生態系統壁壘最為明顯,幾乎所有IC廠商均采用ARM內核設計芯片、OS廠商首先支持ARM內核、應用開發者也優先給予適配,這樣強勁的生態系統基本將MIPS、x86內核從手機領域踢出。
產業鏈其它環節的領導者也在構建自己的生態體系。高通聯合器件供應商推廣器件認證,通過QRD參考設計聚集終端廠商等,搭建以芯片商為中心的產品生態體系。臺積電建立大聯盟,包含EDA(Electronic Design Automation)、IP、IC設計、設備商、材料商等,建立代工制造領域的完備生態體系。
(2)芯片技術。技術發展在任何一個行業都是影響競爭走向的重要因素,在手機芯片這個技術密集型行業更是如此。低功耗、高性能、集成化、整體體驗優化將是芯片技術發展的主要方向。各廠商在技術方面的投入、前瞻性、戰略判斷等會體現到其新產品的競爭力上,進而影響競爭格局的走向,比如ARM推出v8架構,將手機芯片帶入64位時代;高通率先推出支持LTE-A的第4代多模多頻芯片。
當前產業鏈中的巨無霸企業,如果在技術上保守不前,也將會被取代和邊緣化。技術競爭是比沖刺、比耐力的持久戰。擁有集團整體優勢的企業在新技術發展方面會有一定的整合優勢,比如海思可以充分利用華為在網絡設備領域的既有資源領先競爭對手進行芯片與網絡之間的聯調測試,加快新技術研發的推出進度。
(3)工藝制程。工藝制程在芯片產業鏈中的地位將愈加重要。目前,Intel、臺積電、三星引領先進制程的方向。由于Intel尚未全面開放芯片代工業務,臺積電和三星的制程進展對眾多Fabless芯片廠商至關重要。先進工藝的前期跟進(產品設計階段)、先進產能的爭奪對高通、蘋果新品的上市尤為重要,臺積電、三星、蘋果、高通之間在互相博弈。對于制程進展本身而言,臺積電今年20nm量產,16nm FinFet試產;三星在2014年底或2015年初量產14nm FinFet,臺積電在3D FinFet制程進展上稍有落后。18寸晶圓廠、10nm及以下制程、環保生產會是接下來制程發展的主要方向。
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(5)政策扶持。國家或區域對產業的政策扶持也深刻影響著芯片產業的發展。從臺灣、韓國的集成電路產業快速崛起的歷史經驗中可以看出:在追趕世界領先水平的前二三十年都是依靠政府持續不斷的大力扶持。2014年6月,中國正式發布《國家集成電路產業發展推進綱要》,各地紛紛出臺地方集成電路扶持政策,國內芯片產業發展將迎來前所未有的機遇。
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綜上所述,可以看出:
(1)在LTE手機芯片市場,ARM生態體系優勢愈發穩固,芯片行業趨向收斂,會陸續有公司退出,兼并重組亦會此起彼伏。
(2)高通、MTK兩強相爭是LTE手機芯片市場的主基調。高通向低端拓展,MTK力求“往上走”,激烈的市場競爭不可避免。2014年下半年及2015年尤為關鍵,驍龍410以及后續的210與MT6752/MT6732/MT6735的競爭結果基本決定了后續的LTE芯片市場競爭格局。海思、Intel、三星則是主要的變數因子。
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參考文獻:
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[5] 王朝暉,程貴鋒. 2014年國內市場LTE手機發展分析[J]. 移動通信, 2013(23).endprint