一口气了解手机 SoC 芯片，解读小米玄戒

本文观点来源 : 公众号创芯观察

猝不及防，雷军突然官宣，小米憋了十年的大招——自研手机 SoC 芯片 “玄戒 O1” 要来了！

雷军又发了条动态，写到：十年饮冰，难凉热血，道尽了做芯片的心酸啊。小米造芯路，已经走了十多年，都知道做芯片难，那为什么手机 SoC 芯片难上加难？听小编带你详细解读！

01 什么是 SoC

首先，SoC 是什么，20 多年前，小编曾和同事讨论，国外有一种新的芯片技术，叫 SoC，也就是 System on Chip，应该如何翻译。其实就是我们做一个电子产品，不同的功能，都需要不同的芯片来实现，SoC 将这些不同的功能整合在一起，做到了一个芯片上，实现了一个小系统，比如之前需要五个、十个芯片实现的功能，现在只要一个芯片就够了，这对于芯片用户来说，简直是一个福音啊，之前需要看十个芯片的技术资料，看看到底怎么设计，怎么做电路板，现在只要搞清楚一个芯片就行，大大节省了工作量。

基于这个原理，我们后来把 SoC 翻译成片上系统，也叫做系统级芯片。

02 SoC 都有哪些功能？

那么下面我们看看手机 SoC 都会集成哪些功能呢？

小米的玄戒 o1 还没有具体公布性能指标，我们就以去年高通发布的旗舰手机 SoC 芯片为例，来说说这款芯片都包括哪些主要功能：

首先最核心的肯定是处理器全家桶啊！CPU 就像大脑管运算，GPU 专门搞图形渲染让你打游戏贼流畅，现在还有专门的 NPU 处理 AI 任务，比如拍照时的场景识别什么的。

然后存储系统也特别关键，例如处理器的各级高速缓存，用来临时存储数据。和处理器配合起来才能让手机不卡顿。

另外，手机上最重要的与外部通信的功能也集成在了 SoC 上，包括我们用的 5G 通信，Wifi、蓝牙等功能。

电源管理单元 ：可以通过动态调整芯片的供电电压和频率，电源管理单元可以实现低功耗运行，延长手机的电池寿命。

其他功能模块 ：根据应用需求的不同，SoC 芯片还可能包含其他功能模块，如音频处理器、影像单元、安全模块等。

03 为什么手机上一定要采用 SoC 芯片呢？

其实驱动手机不断发展的方向，主要的就那么几个路数：性能越来越高、越来越轻薄、待机时间越来越长、还是挺符合 SoC 的特点的。

相比传统多芯片方案，SoC 凭借高度集成化设计，在性能、功耗、成本等方面优势显著：

1. 体积小，节省空间

将所有核心模块集成到一颗芯片上，大幅减少电路板面积。例如，手机可以做得更轻薄，同时为电池、摄像头等部件腾出更多空间。

2. 功耗低，续航提升

模块集成后，数据在芯片内部传输路径更短，减少了信号延迟和能量损耗。例如，苹果 A 系列芯片通过 CPU、GPU、NPU 协同计算，显著降低 AI 任务功耗。

3. 性能更强，协同高效

集成化的设计允许各模块共享内存、总线等资源，并通过统一调度优化算力分配。例如，华为麒麟芯片的 NPU 与 ISP 协同，可实现实时视频背景虚化。

4. 成本更低，量产优势

对于单芯片来说，封装、测试成本远低于多芯片组合。这样就降低了整体硬件成本，而且对于手机开发人员来说，也降低了开发复杂度，加快了新手机面世的时间。

SoC vs 传统 CPU：本质区别

04 做 SoC 需要解决的问题

看看这些功能，就知道做 SoC 有多难，而其中很多难题并不是靠技术就能解决的。

想造出一颗能打的手机芯片，简直像在针尖上跳舞——技术难、烧钱狠、周期长。几个大头问题：

首先就是技术难度大，需要把各种处理器、基带、接口等这些模块全塞进指甲盖大的芯片里，不光要 “装得下”，还得让它们不打架、不发热、协同工作、发挥最佳的效能。还不能半路熄火，难度可想而知。

其次，要想实现功耗低，性能强，比竞争对手有优势，具有更大商业价值，那就必须采用最先进的工艺制程。据报道，苹果针对台式机、平板电脑应用的 M3 系列三款芯片，采用台积电最新的 3nm 工艺制造，在设计和流片上就耗费了高达 10 亿美元。更扎心的是，最先进的生产线还卡在别人手里。不是你想用就能用的。

手机芯片设计领域的专利问题就像一场看不见硝烟的战争，直接决定了厂商的生死存亡。举个真实案例——当年苹果和高通的 5G 专利战，最终苹果低头，支付了至少 45 亿美元给高通，并签订了为期 6 年的专利授权协议。可见专利的杀伤力。

全球 95% 的手机芯片都基于 ARM 架构，每年得交数亿美元专利费。

华为累计申请专利超过 20 万件，过去 5 年超过 20 亿台手机获得华为 4G、5G 专利许可。在 5G 专利声明中，华为的 5G 专利高达 14%，位列全球第一，2022 年，华为全球授权专利费用为 12 亿美元。

05 回顾小米造芯之路

小米此前的造芯之路总体分为两个阶段。2014 年，小米成立芯片品牌 “松果”，并启动造芯业务，历时近三年，小米于 2017 年发布澎湃 S1 手机芯片，首发搭载于小米 5C。

澎湃 S1 定位中端手机芯片，采用台积电 28nm 工艺，不过，当时这款芯片被认为工艺制程相对落后，且存在基带能力不足、功耗和发热问题突出等问题，最终仅应用于小米 5C 一款机型便黯然退场。据网传消息，后续研发的澎湃 S2 芯片经历了五次流片失败，小米不得不暂停了主芯片研发工作。

小米造芯随即迈入第二阶段，转战 “小芯片” 方向，陆续推出了自研影像芯片澎湃 C 系列，充电芯片澎湃 P 系列，以及自研电池管理芯片澎湃 G 系列等。

雷军曾表示，研发芯片是手机科技的制高点，小米必须掌握这一核心技术才能跻身全球顶级手机厂商行列。

据内部消息，后续研发的澎湃 S2 芯片经历了五次流片失败，加之 5G 基带研发门槛极高，小米最终暂停了手机 SoC 项目，转向研发蓝牙、射频等外围芯片。

根据公开信息，小米早在 2024 年已成功流片国内首款 3nm 手机系统级芯片。流片作为芯片研发的关键环节，意味着小米已完成从设计到样品测试的完整流程，而此次官宣的玄戒 O1 极有可能正是这款采用 3nm 工艺的芯片。

目前小米还没有公布玄戒 O1 详细的规格参数，不过根据各种曝光消息，其 CPU 可能采用 “1+3+4” 八核设计，性能对标骁龙 8Gen1，是相对成熟、可靠的方案。

人民网 15 日高度评价小米自研芯片的意义，称 “最近一年，小米在新能源汽车、国产芯片等领域接连带来突破创新。这证明了，只要坚定实干，就没有不可逾越的高山；只要奋起直追，后来者永远有机会。”