科普式详细解读SoC芯片原理及应用范围,以及瑞芯微产品发展特点及产品研究

来源:雪球App,作者: 羲和驭日骑苍龙,(https://xueqiu.com/6482599710/320938966)

首先

什么是SoC芯片?从权威介绍中我们发现,SoC芯片即系统级芯片(System on Chip),指在单个芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能的系统,将多个功能模块集成于一个芯片中,是一种集成度极高的集成电路。

那么我们尝试换个角度理解,即芯片上的芯片,也就是原来要很多芯片执行不同的功能,SoC芯片好像就是一个全能选手一样,以单个芯片集成多种功能系统,代替一堆各种功能芯片。这样的系统更加紧凑,高效。从另一角度说,原本的存储芯片执行存储功能,图形芯片处理图形信号。这些芯片就像一个个电脑硬件显卡、内存一样各自执行任务,而SoC芯片则像一台计算机一样可以完整执行各种要求。

另外,还有一个容易区分不清晰的领域是SoC芯片与MCU的区别

MCU:又称单片机,是将CPU、存储器、定时器、计数器、多种I/O接口等集成在单一芯片上的集成电路,主要用于控制特定任务,像家电、工业控制中的简单控制操作。 SoC:把整个系统所需的所有功能模块,如CPU、GPU、存储器、通信模块、各种接口等集成于一个芯片,能实现复杂系统功能,可运行大型操作系统和多个应用程序,用于智能手机、平板电脑等。

简而言之,MCU芯片特点是三低:集成度低(存储容量不足、外接接口少)、运算速度低、成本低(适用于对成本敏感的场景)

SoC芯片特点是三高:集成度高(大容量存储器、高速通信接口)、运算速度高(高主频强大算力)、成本高(适用于5G基站、智能汽车、机器人领域)

第二,了解了SoC芯片后,有哪些公司在开拓这个市场?我该如何认识SoC芯片的市场规模和分类

在市场规模方面,根据Market sandMarkets数据显示,全球SoC市场规模在2023年为1385亿美元,五年复合年增长率(CAGR)有望达到8.3%。

我们来看一下SoC芯片的应用场景。SoC芯片广泛应用于众多领域,包括移动设备、物联网、汽车电子、工业控制、医疗设备等。不同应用领域的SoC芯片会根据具体需求进行定制化设计。

在智能手机领域2024出货量

联发科:以35%的市场份额稳居第一

高通:占25%的出货量份额,排名第二

苹果:拿到了17%的份额,排名第三

紫光展锐:排名第四,市场份额为13%

三星:市场份额5%,排名第五。

华为海思:拿到了2%的销量份额,排名第六

在物联网领域

高通、恩智浦、英特尔、联发科,海思、紫光展锐、瑞芯微、泰凌微、安凯微、博通集成等公司均有一定竞争力。

智能家居穿戴领域

晶晨股份(智能电视芯片)

安凯微(物联网摄像机市场占有率超过30%)

北京君正(在智能安防领域的SoC芯片市场占有一定份额,市占率达到12.80%)

全志科技(智能音箱芯片出货量最大)

乐鑫科技(研发项目从WiFi MCU扩展至AIoT SoC领域,涵盖AI智能语音、图像识别、RISC-V MCU、Wi-Fi6等领域。其中2022年乐鑫科技的WiFi MCU出货量全球份额达到27%,而在SoC芯片领域,公司的ESP32系列芯片不仅可以用于智能穿戴和家居,也可结合AI语言大模型,让毛绒玩具具备语音交互功能,成为陪伴孩子的智慧萌宠。)

恒玄科技( TWS耳机主控芯片市场恒玄主控芯片占比达33.83%,排在第一。智能手表/手环芯片市场2023年智能手表和手环类产品营收占恒玄科技总营业收入的22%,2024年上半年这一比例提升至28%)

星辰科技(AI眼镜方面,布局小尺寸、低功耗芯片。)

炬芯科技(荣耀手环提供SoC芯片)

中科蓝讯(在国内白牌音频领域中SoC龙头,白牌客户占比超八成。

在无线音频SoC芯片领域占据重要地位)

智能交通领域

博通集成(ETC芯片市占率超70%)

寒武纪(AI设计先锋企业,2023年全球车规级SoC芯片市场排名第十)

格尔软件(本身并不直接涉及SoC芯片业务,投资参股的上海芯钛信息科技有限公司从事汽车级半导体芯片设计研发,产量不高)

纳芯微(2024年,集成式电机驱动SoC芯片开始在市场上取得头部客户的多个项目定点,预计2025年进入规模量产阶段)

星辰科技(细分市场中NVR SoC市场份额为38.7%,位居全球第一,中国行车记录仪芯片市场:份额为24.0%,位列第二;在中国1080P及以上行车记录仪芯片市场,份额为50.0%,排名第一。)

下面重点谈谈瑞芯微的SoC芯片亮点和竞争力

先来简单看看瑞芯微SoC芯片发展历程

RK3066:2012年推出,采用双核ARM Cortex-A9处理器,最高速度达到1.6GHz,四核ARM Mali-400MP GPU,支持多种内存类型、1080P多格式视频解码等。

RK3188:2012年发布,是国内首款采用28nm工艺的四核移动芯片,采用四核Cortex-A9核心,支持4G LTE网络,数据传输率高达480Mbps。

RK3368系列:在2014-2015年期间推出,是通用应用处理器,搭载不同性能层次的CPU、GPU内核。

RK3399系列:2016年推出,高性能处理器,适用于多种复杂场景。

RK3588:2019年发布,2020年量产,采用8nm先进fin-fet制程,内置ARM 4核A76和4核A55 CPU,4核ARM G610 GPU,以及6T算力NPU。

RK3576:2024年推出,采用4核Cortex-A72+4核Cortex-A53的CPU架构,定位中高端主流档位

其中RK3588具备强大的算力和优秀的图像信号处理能力,能实现多路高清视频解码、智能分析等功能,适用于智能摄像头、视频监控设备等,可进行人脸识别、行为分析等复杂任务。

在安防领域,海思曾在安防监控芯片市场占据重要地位。海思受制裁后市场份额有所波动,瑞芯微的RK3588等产品在安防领域性能和性价比出色,逐步抢占市场。

在市场主流SoC芯片中选取知名度较高的两款芯片,乐鑫科技的ESP32芯片与瑞芯微的进行对比,二者都是于2019年前后推出市场。

工艺与架构:

RK3588:采用8nm工艺

ESP32:采用40nm工艺

图形处理

RK3588:集成ARM Mali - G610 MP4 3D GPU,支持OpenGL ES 1.1、2.0、3.2,OpenCL 2.2和Vulkan1.2。

ESP32:无专门独立GPU,图形处理能力相对较弱,主要满足简单显示和界面需求。

视频编解码

RK3588:支持MPEG - 1、MPEG - 2等多种格式,H.264 AVC/MVC Main10 L6.0,VP9 Profile0/2 L6.1和H.265 HEVC/MVC Main10 L6.1。

ESP32:主要处理简单视频流或低分辨率视频,不适合处理高分辨率

AI处理能力

RK3588:内置NPU支持INT4/INT8/INT16/FP16混合运算,运算能力高达6TOPS。

ESP32:通常无专门NPU,ESP32 - S3等部分型号有一定神经网络加速能力

端侧中,价值量最大的就是SoC芯片,因此在未来的AI音箱、AI耳机、AI眼镜、AI家居、AI玩具、AI手机发展过程中瑞芯微以及其他优秀的SoC芯片公司必将继续突破新的高峰$乐鑫科技(SH688018)$ $星宸科技(SZ301536)$ $瑞芯微(SH603893)$


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