2016年中国智能手机市场的竞争进入新阶段,一方面国产手机品牌以及国产供应商不断向前追赶,中国手机厂商在最新技术的采用上已经不弱于国际大厂,以往的业界标杆苹果在某些技术的采用上甚至晚于中国厂商;另一方面,手机硬件升级逐渐进入瓶颈期,包括在对外宣传上,品牌厂商已经不再纠结于拼参数,而把手机交互、UI、工艺设计等作为卖点。展望2017年,手机产业的技术发展趋势如何?明年的高端旗舰机会长啥样?将带来哪些新的产业投资机会呢?

从千兆LTE到5G,基带跑太快运营商跟不上?

尽管手机硬件参数比拼热潮逐年下降,但是主芯片性能对于手机的整体体验仍然是一个重要的指标参数。作为手机芯片的领导者,Qualcomm旗下骁龙处理器在各个模块的功能上都处于市场领先地位,并覆盖从入门级到最高端层级的各个市场。从LTE多模、LTE语音(CSFB)到对VoLTE的支持,再到载波聚合、双载波聚合、三载波聚合,双上行载波聚合、4x4 MIMO,一直到现在支持千兆级速度的X16 LTE调制解调器,以及面向5G的X50调制解调器,Qualcomm一直保持在通信基带领域的领先优势。

Qualcomm Technologies销售及产品市场副总裁颜辰巍对《国际电子商情》记者表示,随着网络速度的进一步升级,下一代的联网应用对移动连接的网速提出了更高要求。“有了千兆级LTE连接后,网络就不会对最前沿的智能手机应用产生限制。实现千兆级的动力,不仅带来了更高的峰值速率,更是为用户带来了更高的平均速率,而更多未来的使用场景也将从千兆级LTE连接中获益,比如沉浸式VR体验。”颜辰巍表示,为了应对下一代通信网络的高速传输需求,在2016年10月的举办的4G/5G峰会上,Qualcomm发布了首款5G调制解调器——骁龙X50 5G调制解调器,通过支持800MHz可实现高达5Gpbs的峰值下载速率。它将能够与集成X16 LTE的骁龙处理器协调工作,为多模终端提供无缝覆盖和移动性。

作为全球首款推出的商用千兆级LTE芯片——骁龙X16 LTE调制解调器可实现高达1Gbps的LTE Category16下载速度,将集成于下一代骁龙800处理器中。骁龙X16LTE调制解调器通过支持跨FDD和TDD频谱最高达4x20MHz的下行链路载波聚合(CA)和256-QAM,带来最高达1Gbps的LTE Category16下载速度;通过支持最高达2x20MHz的上行链路载波聚合以及64-QAM,带来高达150Mbps的上行速度。

Qualcomm认为,千兆级LTE是过渡到5G体验的基础,早期5G移动终端将有能力同时支持最快速的千兆级LTE网络和早期5G网络,LTE将提供一个无缝、更广泛的覆盖和连接。骁龙X50 5G调制解调器则预计将于2017年下半年开始出样。集成骁龙X505G调制解调器的首批商用产品预计将于2018年上半年推出。“目前,3GPP正在开展5G标准化的制定工作,Release14的5G研究项目正在推进中,Release15计划在2018年推进完成,成为一个完整的工作项目。从标准化以及技术规范方面来看,预计整个行业将在2020年左右为5G商用做好准备,中国市场也将有机会跟随这一时间点做好相关准备。”颜辰巍表示,在今年6月的MWC上海,Qualcomm与中国移动共同进行了6GHz以下5G新空口试验的演示。这也反映了Qualcomm和中国运营商在5G方面开展相关技术合作。他表示,未来Qualcomm的整体芯片解决方案将包括5G调制解调器、4G调制解调器和应用处理器(AP)等,是一个多模芯片组。在这些系统中,5G和4G将能共同协作。

尽管Qualcomm在千兆级LTE网络以及5G通信的推进非常激进,但也有芯片厂商表现出了谨慎乐观的意见。联发科技首席运营官既执行副总经理朱尚祖认为,从明年的市场来看,提千兆LTE或者5G都还太早。“目前看起来5G不管对于运营商还是终端制造商来说,成本增加都远比4G呈现几十倍的增加。所以我们预期5G的普及和转化速度不会有3G转4G这么快。”朱尚祖认为,4G技术本身确实还有很多值得进步的空间,但是对于运营商来说,它们推出支持千兆级通信网络的时间会比较慢。 “现在的网络速度最快才到350兆,相信要再过一段时间,部分运营商才会发展到千兆级。不过我们观察运营商的速度推进积极性并不像以前那么高。有时候硬件发展的规格会快过网络的规格。”朱尚祖表示,一方面运营商升级网络的速度和积极性没有以前3G转4G那么高,另一方面对于普通消费者来说,网络速度从目前的350兆进一步提升带来的实际体验差距可能并不大。

“对于5G,目前每家运营商的切入时间点都有所不同,比如说中国移动或者日本的DOCOMO,目前它们的规划都是在2020年下半年会有网络商用化的时间表。我们会配合运营商的时间推进商用化。”朱尚祖表示,不管是对运营商还是芯片商来说,5G都会带来超高的挑战,联发科会紧跟运营商的时间表,确保网络升级的同步推出相关产品。“今年底推出的X30已经支持LTE Cat12,到下一代产品将会推出类似千兆LTE的产品,大致上我们推出的时间会稍晚一点。”除了主芯片,5G对于天线、滤波器、功放等相关厂商都会带来利好。目前国内包括信维通信、立讯精密、硕贝德等天线厂商都已经提前布局5G发射和接受天线。长盈精密则通过参股苏州宜确半导体,在5G基站功率放大器领域开展预研。

10nm将是过渡工艺,7nm将成为长周期

尽管手机芯片进入后摩尔时代,不过工艺的提升永远不会过时。到2017年初,智能手机的高端旗舰会进入10nm时期,可用的处理器包括:联发科Helio X30,三星Exynos 8895,高通骁龙830,苹果A11。从目前获得信息来看,Helio X30被业界视为联发科进军高端旗舰的翻身之作。这颗芯片将继续采用10核三丛集架构,由4x Cortex-A73 2.8GHz+4x Cortex-A53 2.3GHz+2核Cortex-A35 2.0GHz组成,支持8GB LPDDR4内存,GPU则升级到Imagination定制版的PowerVR 7XT MP4,频率820MHz,网络方面则支持3x CA Cat10 LTE。预计将在2017年Q1量产。

“目前来说,我们跟台积电合作的10nm的过程比想象顺利,很多客户已经有样片开始做设计。因为X30定位是比较高端的芯片,客户做的机器都是比较高阶的。”朱尚祖表示,因为高阶产品通常包括整体设计、收尾、测试整体都需要时间,所以X30真正大规模量产应该到2017年Q2。

朱尚祖也表示,10nm可能是一个过渡性工艺,7nm才会相当于28nm成为一个长周期的工艺。事实上,台积电目前已经在大力宣传其2018年将推出的7nm工艺,这也导致10nm可能会成为一个比较短命的工艺。根据ARM公布的试验报告,相比目前台积电的16纳米工艺芯片而言,更先进的7纳米芯片将能够提供15%到20%的性能提升,但手机芯片商可以调整结构以获得更好的性能改进指标。预计在7纳米工艺制程正式量产之时,还将包含诸多新技术的发展,包括EUV技术,可以让芯片的细节被蚀刻得更精细。

至于2017年,联发科的P系列是否会上10nm工艺,朱尚祖没有明确回应。“我们的产品用什么制程主要考虑两个因素:第一是成本和效率,第二个是看竞争环境是否适合。对于未公开的产品通常不评论。”

不过,华为副总裁艾伟也表示,虽然10nm工艺重要性不如未来的7nm工艺,但7nm工艺至少要等到2018年才能量产,不管是华为还是联发科都不可能等到7nm成熟才升级。因此海思2017年仍将推出10nm的麒麟970来对抗三星与高通。ARM营销副总裁罗恩·摩尔(Ron Moore)表示,预计2018年台积电将开始提供7纳米工艺制程的芯片生产。

手机增速放缓,AI、机器学习将改变业态

展望2017年,颜辰巍认为中国智能手机市场的整体增速将会放缓。不过增速放缓不代表技术停滞,颜辰巍表示,未来智能手机将持续迭代演进的基础技术包括:更快连接,更强处理能力,更高质量、更灵活的显示,更佳的摄像头成像,更低功耗,更长的电池续航时间和更快的充电速度。Qualcomm的研发团队将持续开发包括CPU、GPU(图形处理器)、ISP(图像信号处理器)、DSP(数字信号处理器)及其他子系统在内的全套解决方案,实现高度集成,帮助OEM厂商推出基于骁龙系列处理器的不同终端。另外,安全性也非常重要,比如指纹及虹膜解锁。Qualcomm把重点放在了加密IO端口和可靠的执行环境上,以保证生物识别信息的安全。环境感知计算能通过手机的不同方面收集信息,比如定位、音频等,把这些信息融合起来,让手机变得更加智能。

“长期以来,Qualcomm一直与VR生态圈中的许多合作伙伴公司保持着合作关系,比如Google、腾讯、Facebook,以及一些中间件的公司,如Unity和Epic等。Qualcomm在IFA2016上推出了首款虚拟现实(VR)参考平台Qualcomm骁龙VR820。”颜辰巍表示,基于强大的骁龙820处理器,骁龙VR820将帮助OEM厂商快速开发面向VR内容和应用实现优化的HMD,同时满足一体化VR专用头盔的处理和性能需求。颜辰巍同时表示,进入2017年,大部分上市的全新智能手机都将具备支持插入式VR体验的能力,这意味着芯片需要在视觉、音质和直观交互三个方面提供全方位的支持。

随着信息技术的发展,人工智能和机器学习也变得越来越重要。从Nvidia、Google、Facebook、IBM等国际巨头的技术布局来看,让计算机去模拟人类大脑思考,通过机器学习收集数据和进行培训,可以让未来的终端变得真正智能。“我们现在的所谓智能其实不是真正的智能。”商汤科技CEO徐立表示,目前的智能手机只是一个操作系统的概念,未来的智能手机可以感知人,分析数据,像用户的助手一样帮助用户做决定。“深度学习将在各个领域带来新的应用。基于这些技术,AI的核心技术可以应用到各种行业,包括医疗、仿生学、无人机、娱乐休闲等。”据介绍,2011年就进入深度学习领域的商汤科技在与微软、谷歌、百度等国际巨头的比拼中毫不逊色,并在2014年全球图像识别大赛中获得了第二的名词,仅次于谷歌。

在手机领域,商汤科技目前的合作伙伴包括中国一线品牌客户,如华为、小米、奇酷、OPPO、Nubia等。“如果想把深度学习放到手机里,需要一套系统。首先需要有核心引擎,同时要在不同的平台,包括SOC或FPGA作为载体,切入到不同对于应用领域。针对不同的平台,目前的支持和优化难度都有所不同。”徐立表示,目前针对手机的机器学习已经有了很多应用,比如今年很流行的双摄像头,就需要通过深度学习来对双摄进行深度处理。此外,图像识别也可以用于对手机相册进行自动分类。据介绍,目前华为、小米的云相册就采用商汤科技的引擎支持。而OPPO R9S的人像拍照虚化,以及Nubia手机的智能滤镜也是由商汤提供算法。“人工智能是一个改变世界的话题。我们自己是有一个独立的团队在研究人工智能,主要针对算法和架构上的改变,让我们的芯片和方案可以更容易被用在不同的AI上面。”朱尚祖表示。

取消接口、防水、无线充电,手机外观进一步做减法

除了手机主芯片外,2017年智能手机的发展趋势其实从今年的几个明星机型可以初见端倪。比如2016年iphone7取消3.5mm耳机孔的行为。取消耳机孔就会有更多空间来进行设计,比如增加一个扬声器,让外放音质更好。另外取消了耳机孔做防水也更容易。苹果同时宣称使用Lighting接口做为耳机输出口,信号失真更小,音质更好。乐视是国内第一个把3.5mm耳机取消的手机品牌。除了乐视,HTC Bolt也将取消3.5mm耳机接口。如果将3.5mm耳机孔的取消堪称智能手机发展的一个标志性事件,耳机接口取消以后,手机剩下暴露在外的接口已经不多了。2016年到2020年,仅考虑接口和线缆部分,USB Type-C的市场规模将从32亿猛增到669亿元。

尽管目前世界上绝大多数手机仍然保有3.5mm耳机接口,同时他们也支持蓝牙或WIFI无线模块输出数位音频。从数据来看,2015年蓝牙无线音箱的销售额增长了68%,预计每年将保持36%的增长率直到2019年。2015年蓝牙耳机的销售增速也远超传统耳机的增长速度。可以说无线音频的时代早已来到。最新的蓝牙5.0标准声称比现有的蓝牙技术更加先进,其连接距离可以达到此前的四倍,低功耗连接情况下速度是原来的两倍,并且更加节能。在新蓝牙标准下,像AirPods这样的无线耳机的电池续航也将会有大幅改善。预计数字智能耳机的市场规模将超千亿。

手机音频无线化首先带来的直接利好就是WIFI/蓝牙产业,包括高通、Nordic、Dialog、Marvell在内的芯片厂商以及村田这样的模组厂商。此外IP厂商也在加强技术布局,ARM近期推出的CordioradioIP,支持Bluetooth5.0和802.15.4标准的ZigBee。这些都是目前主流的IOT连接无线标准。CordioradioIP将极大的提升ARM生态系统中不同设备互相连接的兼容性。

在各种接口减少,无线充电普及的情况下,手机的防水性能也将进一步增加。2015年日本市场新发布的手机70%都带防水功能。2016年iphone7已经实现IP67级别防水,预计2017年下一代iphone将进一步提升防水等级。国内包括OPPO、VIVO、华为、小米等品牌也将导入防水。手机防水的提升将对相关的液态硅胶、扬声器、连接器、PCB电路保护、检测等相关产业带来促进作用。

2017年另一个发展趋势是3D玻璃。尽管三星Note7爆炸事件出现,但业界仍然看好3D玻璃成为明年的旗舰机主流外壳。预计iphone8强引入双面玻璃的设计方案,OLED的屏幕普及也有望加快3D玻璃应用。三星Note7代表了手机外观的一个发展趋势,那就是OLED柔性屏将进一步横向拓展和弯曲,从现有的侧面弯曲,最终将延伸到整个手机背面,同时3D曲面玻璃也将从单曲面向双曲面发展。手机最终有可能变成一个光滑的、有曲面的玻璃鹅卵石。

在三星Note7的带动下,包括VIVO、小米、OPPO、魅族在内的国产厂商都在积极布局3D曲面手机。有调研机构就预计,随着VIVO、小米新的产品发布,2016年3D曲面玻璃的行业渗透率会超过4%,对应的市场容量将达到17亿元。而整个3D曲面屏需求的爆发,也将给下游的热弯机、镀膜机、CNC等制造设备厂商带来超过100亿的市场机会。据了解,目前国内企业已经主导了全球3D玻璃供应,如伯恩光学、蓝思科技、欧菲光、为百科技、正达科技已规模量产3D曲面屏。包括星星科技、凯盛科技、华映科技、维达利都有3D玻璃相关技术储备,正积极布局3D玻璃盖板规模产能。

随着5G时代的来临,手机可能需要采用新型的矩阵式天线才能满足5G高速率的需求。天线变得越来越大的情况下,为了实现完美的无断点手机外壳必须采用非金属材料。因此可以预计,金属材料将在未来逐渐退出历史舞台。玻璃材料的缺点在于强度不高,因此陶瓷盖板有可能成为一个新的选择。小米MIX采用的高科技陶瓷是一种多晶体结构氧化锆,它的特性介于晶体和非晶体之间,既有具备金属的延展性特点有具备玻璃的高硬度特点。这种陶瓷材料目前主要应用到雷达表等高档商品上。具有耐磨、亲肤、气密性好、电磁屏蔽小、易着色、质感好,强度高等特点。

不过,由于氧化锆的产能不足,因此目前主要应用在穿戴式产品上,这也是为什么小米MIX仅仅只是概念机,无法量产。有消息称下一代苹果手机也将采用3D陶瓷盖板技术,以目前的良率恐怕要支持量产还不太现实。据了解,目前小米MIX采用的氧化锆材料主要由三环集团提供,顺络电子已经部分实现前道工艺,信维通信的子公司沛顿则可供应部分陶瓷产品。蓝思科技与国瓷材料合作供应氧化锆。富士康、伯恩也在与三环合作开发相应产品。受产能影响,2017年陶瓷背板将不会成为主流。而在2018年-2020年,主力旗舰机造型很可能选择iPhone4S和iPhone6的集合,外观材质将主要是玻璃、陶瓷、铝合金/不锈钢。在手机产业大量采用玻璃/陶瓷材质做背板之后,无线充电/NFC等无线传输应用将会更多成为标配。

无线充电提了很多年,有消息称iphone8将采用无线充电,这或许会对2017年的安卓旗舰机带来推动作用。包括三星、苹果、华为都将抢先试水无线充电。目前包括高通、MTK在内的主芯片都支持无线充电,而主要的无线充电供货商包括新博通、TI、IDT、NXP等。此外,无线充电相关的模组厂如FPC、顺络、硕贝德等2017年都将有不小的增长。采用绕线方案的发射端模组供应商立讯精密有望切入iphone供应链。

2017年,双摄像头将逐渐成为标配并进军中低端市场。目前图像传感器,高端仍又SONY掌控,而摄像头模组则由国产厂商控制。国内包括欧菲光、舜宇光学作为摄像头模组的主要领导厂商也将进一步增加产品。丘钛科技作为OPPO、VIVO和小米的主力摄像头模组供应商,VIVO X9前置双摄方案便是由丘钛主力提供。

虽然增速放缓,但消费升级带来新机会

对于中国手机公司来说,在2017年国内市场增长趋势下降的情况下,海外市场就成为了新的增长点。其中进入难度最高的市场大概就是北美市场。主要原因大概是北美市场相对封闭,主要由几家大的运营商所控制。针对中国客户,Qualcomm特别推出了一个综合解决方案——“Qualcomm全球计划(Qualcomm GlobalPass)”“Qualcomm GlobalPass包括了我们对全球不同运营商的技术细节及全球公开市场需求的了解。可以帮助中国OEM客户利用已有的智能手机专业知识与经验去打开海外市场。”

朱尚祖也表示,目前北美手机市场正在逐渐从运营商主导走向公开市场。“我们大概在今年之内已经完成了北美几大运营商的认证。对于想要进军美国市场的厂商来说,联发科都是值得信赖的选择。”除了北美市场,印度、拉美、东南亚等新兴市场则将遵循中国大陆曾经出现过的消费升级趋势,进行加速度的升级。因此,虽然手机总量不会进一步提升,但是由于消费升级的关系,仍然会给智能手机产业链带来更多价值和机会。

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