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SoC又称片上系统,即在一块芯片上集成一整个信息处理系统,这种集成化设计不仅提高了处理效率,也降低了功耗和成本。
简单来说,SoC芯片是在CPU的基础上扩展音视频功能、专用接口的超大规模集成电路。
当前SoC已发展成为功能最丰富的硬件,集成CPU、GPU、RAM、ADC、DAC、Modem、DSP等各个功能模块。
SoC主要模块单元包括:CPU、GPU、NPU、存储、基带、DSP、VPU、WIFI、接口、总线等。
(1)CPU:中央处理单元,配合芯片内部的其他模块,实现产品的各种功能。
(2)GPU:图形处理单元,用于运行游戏、图形UI界面渲染和特效、高性能计算等。
(3)DSP:用于运行运算量较大的算法或应用软件,如视频编解码、图形图像处理、视觉影像处理、语音处理等。
(4)存储:包括SRAM、DRAM、Flash等。
(5)外设:由计数器、计时器、电源电路组成。
(6)接口:实现SoC和其他芯片或外设的连接,外接存储器、摄像头、显示屏、USB等。
(1)MCU即微控制器,芯片级的芯片。
MCU将CPU、RAM、ROM、定时计数器、I/O接口集成在一片芯片上,只提供最少的内存、处理能力,适用于小型嵌入式控制系统。
(2)SoC是系统级芯片,可包含许多MCU,作为一个完整的单芯片计算机系统,能够执行具有更高资源需求的复杂任务。
5.1. 上游
(1)IP核授权:提供芯片设计所需的核心知识产权。
全球核心IP主要由ARM、Synopsys、Cadence提供,合计占比近65%,国内领先厂商为芯原股份。
(2)EDA软件:电子设计自动化软件,用于芯片设计、仿真和验证。
全球EDA产业主要厂商为Cadence、Synopsys、Mentor Graphics ,合计占比超过60%,国内领先厂商为华大九天。
5.2. 中游
不同下游领域、不同制程工艺导致SoC芯片的性能和价格分化,高端SoC芯片制程一般为5nm,专用SoC芯片制程普遍在16nm-55nm。
5.3. 下游
高端SoC主要用于手机、平板、服务器、汽车领域,次高端SoC多应用于安防、音频、物联网领域,专用SoC应用于TWS耳机、智能手表等。
汽车电子SoC市场,全球领先厂商包括Mobileye、英伟达、英特尔、恩智浦、瑞萨、意法半导体等。
消费电子SoC市场,全球领先厂商包括联发科、高通、苹果、紫光展锐、三星、海思、德州仪器、东芝、赛灵思等。
国内SoC主要厂商包括:全志科技、乐鑫科技、瑞芯微、晶晨股份、恒玄科技、星宸科技、炬芯科技、富瀚微。
瑞芯微:国内音视频主控SoC、AIOT芯片设计厂商,产品以系统级智能应用SoC为主。
全志科技:国内领先的智能应用处理器SoC、高性能模拟器件、无线互联芯片、车规级芯片设计厂商。
晶晨股份:系统级SoC芯片厂商,产品包括机顶盒SoC、智能电视SoC、音视频终端SoC芯片、WIFI和蓝牙芯片、汽车电子芯片等。
星宸科技:主营安防芯片、视频对讲芯片、车载芯片;NVR SoC出货量国内第一,国内第二大行车记录仪芯片厂商。
富瀚微:视频编解码IPC、NVR SoC芯片、图像处理芯片、视频监控芯片、车载芯片设计厂商。