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揭秘“元宇宙”芯片功臣，十年后虛擬、現(xiàn)實將結合？
芯東西3月1日報道，昨日的巴塞羅那MWC世界移動通信大會上，高通CEO克里斯蒂亞諾·安蒙（Cristiano Amon）宣布和字節(jié)跳動合作，對XR（AR/VR）設備、軟件平臺、開發(fā)者工具等進行開發(fā)。
作為安蒙欽點的元宇宙鑰匙，XR平臺已成為高通的重要發(fā)展方向。盡管元宇宙概念短期內難以實現(xiàn)，也催生了很多靠著炒作概念興起的泡沫，但較為先進、包容的概念在技術上卻切實的為芯片行業(yè)帶來了發(fā)展的機會和目標。
調研機構TrendForce曾提到元宇宙比網(wǎng)絡世界更為復雜，需要更強大的數(shù)據(jù)運算核心、傳輸龐大數(shù)據(jù)的低延遲網(wǎng)絡環(huán)境，以及具備更佳顯示效果的AR/VR設備。這種需求將會帶動芯片產(chǎn)業(yè)在存儲、網(wǎng)絡、顯示、算力等多個方面的實力，倒逼廠商進行技術升級。
在很多分析師和調研機構看來，在元宇宙熱潮中，除了各類游戲公司、VR/AR公司外，芯片公司將是元宇宙概念最主要的受益者之一。同時，如果想要元宇宙這樣一個龐大的虛擬世界，無論是市場需求還是算力需求都要大幅提升，高通、聯(lián)發(fā)科、英偉達、英特爾、臺積電等芯片廠商都從自己擅長的領域開始布局，以成為元宇宙這一未來世界的基石。
其中，高通主攻AR/VR芯片市場，和微軟、字節(jié)跳動宣布合作事宜；聯(lián)發(fā)科在多媒體、網(wǎng)絡連接、移動處理器等領域都有布局，網(wǎng)傳要成立元宇宙事業(yè)部；英偉達和英特爾在硬件提供算力基礎外，都有完整的軟件生態(tài)，英偉達的Omniverse平臺更是讓很多人提前看到了元宇宙的美好未來；臺積電則表示，十年后虛擬和現(xiàn)實世界將會密切結合，而臺積電對于這種結合有著深厚的技術積累。
五大芯片巨頭對于元宇宙概念的布局和搶灘正在進行，摩爾定律放緩、芯片制程步入埃米級的芯片行業(yè)或許將迎來新的發(fā)展動力。
01.高通：拿下AR/VR芯片市場和微軟、字節(jié)合作打造XR設備
昨日，高通首席執(zhí)行官克里斯蒂亞諾·安蒙（Cristiano Amon）宣布與國產(chǎn)AR/VR龍頭Pico及其母公司字節(jié)跳動建立重要伙伴關系，雙方將就XR（AR/VR）硬件設備、軟件平臺和開發(fā)者工具開發(fā)方面進行合作。
類似的合作還出現(xiàn)在今年1月的CES 2022上，高通和微軟在AR領域達成合作，將共同研發(fā)定制化的驍龍芯片用于AR眼鏡中，并計劃集成Microsoft Mesh應用和驍龍Spaces XR開發(fā)者平臺等軟件。
在去年年底的高通投資日上，安蒙著重強調AR/VR（XR）設備將成為元宇宙的鑰匙，并將其和PC采用移動技術、數(shù)字汽車、工業(yè)4.0等趨勢并列，認為將成為高通未來最關鍵的發(fā)力方向之一，并且預計目前相關芯片在2021年已經(jīng)出貨達到千萬數(shù)量級。
“元宇宙”的概念最早出現(xiàn)在近30年前尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小說中。近年來，元宇宙開始被描述成為數(shù)字世界的終極夢想，在摩爾定律的驅動下，它將在信息豐富、實時連接、全球互聯(lián)的虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實世界中，讓全球數(shù)十億用戶以全新方式進行工作、娛樂、協(xié)作和社交。
元宇宙的關鍵入口是AR/VR（增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實）設備，其和元宇宙的發(fā)展有著強相關。但距離在AR/VR設備上實現(xiàn)元宇宙，如今市面上的處理器芯片在圖像處理能力、分辨率、能耗比和網(wǎng)絡連接與傳輸上都存在很大差距。當前，在AR/VR設備市場，高通是主流的AR/VR芯片供應商之一，其驍龍XR系列和驍龍8系列處理器成為了目前Pico、Quest等主流AR/VR設備的選擇。
▲基于高通驍龍XR1的AR眼鏡（圖片來源：高通）
作為發(fā)家于通信技術的芯片巨頭，高通在通信方面有著大量專利許可，握有移動通信領域的核心技術，是移動無線通信領域的終極大佬。而在半導體芯片方面，高通正努力拓展XR生態(tài)，以成為AR/VR領域的“英特爾”。
去年11月，高通推出頭戴式AR開發(fā)套件驍龍Spaces XR開發(fā)者平臺，該平臺能夠實現(xiàn)一些主要的環(huán)境理解特性，包括空間映射與空間網(wǎng)格、遮擋、平面探測、物體與圖像識別和追蹤、本地錨點及其持久性以及場景理解。高通還收購了手部追蹤和手勢識別方案提供商HINS SAS的團隊和部分技術資產(chǎn)，使高通的XR產(chǎn)品具備更好地手部交互體驗。
02.聯(lián)發(fā)科：多元化布局網(wǎng)傳要整合多部門進軍元宇宙
作為高通在智能手機處理器市場上的主要競爭對手，聯(lián)發(fā)科自然不會放過這樣的機會。聯(lián)發(fā)科首席執(zhí)行官蔡力行曾稱，聯(lián)發(fā)科擁有全方位、多元的產(chǎn)品組合，具有低能耗、低延遲、終端運算、巨量物聯(lián)網(wǎng)、寬頻聯(lián)網(wǎng)、AR/VR以及元宇宙等優(yōu)勢，將在元宇宙和數(shù)字轉型中扮演關鍵角色。
具體到技術與產(chǎn)品，聯(lián)發(fā)科在5G、智能手機、物聯(lián)網(wǎng)、連接與網(wǎng)絡技術等領域均有較為深厚的技術積累，其子公司達發(fā)科技（前身為絡達科技和創(chuàng)發(fā)科技）同樣在藍牙無線音頻、網(wǎng)絡連接、交換器芯片等領域有著布局。
此外，聯(lián)發(fā)科通過Gaintech等子公司在中國大陸、中國臺灣、歐美、印度、日本甚至非洲等地區(qū)和國家進行了大量投資布局，在射頻、指紋識別、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等多個領域投資了像唯捷創(chuàng)芯、匯頂科技、常憶科技、矽實科技等頭部公司。
蔡力行公開發(fā)言中談到過，聯(lián)發(fā)科在IP、技術、功耗等表現(xiàn)上是少數(shù)發(fā)展元宇宙技術準備就緒的公司，而元宇宙這一概念所需要的算力、低功耗、低延遲等技術正是聯(lián)發(fā)科的強項。
近日，更有網(wǎng)傳，聯(lián)發(fā)科計劃利用在連接、傳輸、5G、邊緣計算、多媒體等領域的優(yōu)勢，整合旗下物聯(lián)網(wǎng)、TV等芯片，成立全新的“元宇宙事業(yè)部門”。雖然消息并未實錘，但也可看出聯(lián)發(fā)科在多個領域搶先布局的優(yōu)勢。
03.臺積電：未來十年后虛擬世界將和現(xiàn)實世界結合
如果說高通和聯(lián)發(fā)科兩家芯片設計公司，占據(jù)了元宇宙的底層。那么對于臺積電、三星等具備先進制程（7nm及以下）芯片制造能力的玩家來說，或許會成為元宇宙最大的受益者。
去年12月，臺積電董事長劉德音預測，未來十年后，由于資料產(chǎn)生、運算與傳輸大幅增加，人們會逐漸感受到真實與虛擬世界的結合。未來，AR/VR設備將取代手機，對人類和虛擬世界產(chǎn)生顛覆性的改變。在他看來，現(xiàn)在AR/VR設備的缺點在于裝置過重、續(xù)航較低以及成本較高，但這些缺點同樣曾存在于20年前新興的手機中。
如果VR/AR設備想要想手機一樣普及，在重量、體積等方面都要有100倍以上的提升，這都需要以半導體為基礎。劉德音認為，相對以前主要的發(fā)展目標是降低半導體成本，未來半導體制造將作為開放性的創(chuàng)新平臺，讓新應用可以更快地為半導體帶來創(chuàng)新價值。針對元宇宙或英偉達的Omniverse平臺這樣虛實結合的應用，臺積電也很早就在開發(fā)相關技術。
美國金融服務公司Morningstar今年發(fā)布的一份報告顯示，元宇宙將為芯片制造行業(yè)帶來“不平衡（uneven）”的發(fā)展。根據(jù)該報告，由于元宇宙中的許多工作負載和應用都涉及對海量數(shù)據(jù)的實時處理，這將要求所涉及的芯片必須位于先進制程節(jié)點，這將為先進制程玩家?guī)砭薮蟮暮锰?。相對來說，中芯國際、聯(lián)電、格芯等成熟制程玩家，可能只會受益于電源管理和顯示驅動芯片等價值較低的部分。
04.英特爾：將元宇宙分為三層千倍級現(xiàn)有算力才可能實現(xiàn)元宇宙
英特爾公司高級副總裁兼加速計算系統(tǒng)和圖形事業(yè)部總經(jīng)理Raja Koduri在2021年12月分享了英特爾對于元宇宙的看法。英特爾將元宇宙的技術分為三層，分別為元智能層（meta intelligence layer）、元操作層（meta ops layer）和元計算層（meta compute layer），分別提供統(tǒng)一的編程模型以及開放的軟件開發(fā)工具和軟件開發(fā)庫、超越本地的可用算力、實現(xiàn)元宇宙體驗的原始動力。對英特爾來說，其CPU、GPU和IPU等產(chǎn)品位于元計算層，oneAPI等軟件方案則位于元智能層。
▲英特爾產(chǎn)品在元宇宙的位置（圖片來源：英特爾）
如果要打造真正持續(xù)運行且極具沉浸感的計算體驗，并讓數(shù)十億用戶能夠實時訪問，Raja Koduri預計需要將現(xiàn)有算力的1000x（千倍級）提升。為了實現(xiàn)算力提升，英特爾正在推動和布局晶體管、封裝、存儲、互連等很多技術創(chuàng)新，以及全新的算法和軟件架構。
05.英偉達：Omniverse打造“永遠在線”虛擬世界
相比其他芯片公司，英偉達在元宇宙熱潮下顯得格外特別。去年11月，英偉達在GTC大會上，將其Omniverse平臺定位為“工程師的元宇宙”，整合了自身GPU、CUDA、實時光線追蹤技術等軟硬件技術，可以實現(xiàn)工廠、虛擬人、城市等各個層次的虛擬世界，通過“永遠實時在線”讓用戶跨平臺、跨地區(qū)在同一個虛擬世界中實現(xiàn)合作。
事實上，英偉達早在2019年就已提出了Omniverse平臺，并在2020年上線了Omniverse Open Beta公測版本，早于元宇宙這一概念的流行。憑借Omniverse平臺，開發(fā)者可以在單個交互式平臺上實時整合用戶和主流行業(yè)3D設計工具，使產(chǎn)品具有實時、準確、逼真的光線追蹤效果，以及構建模型一次便能夠在不同設備上渲染的功能。
▲英偉達通過Omniverse打造數(shù)字版黃仁勛
去年4月的GTC大會上，英偉達通過該技術合成了14秒的假黃仁勛；在2021年11月的秋季GTC大會上，英偉達展示了Omniverse打造的黃仁勛Q版化身、虛擬廚房等多個應用場景。
此外，英偉達用該平臺進行自動駕駛仿真、洛克希德·馬丁公司用其進行模擬、預測和撲滅野火工作，寶馬則用它來打造數(shù)字孿生工廠。Omniverse打造的虛擬世界正在越來越多的行業(yè)中應用，推動技術發(fā)展。
▲寶馬用Omniverse構建數(shù)字孿生工廠
而從硬件產(chǎn)品上來說，英偉達是GPU市場的龍頭，針對人工智能計算，GPU比CPU更適于處理相應工作負載，在人工智能時代有著重要的地位。英偉達也早就對人工智能有所布局，已成為人工智能領域的巨頭和關鍵供應商。
此外，其RTX顯卡產(chǎn)品具備光線追蹤、快速渲染、AI增強圖像和圖像處理等功能，為元宇宙概念提供了可視化的芯片基礎。軟硬件的多種布局使英偉達成為了元宇宙技術積累最雄厚的公司之一。
06.結語：元宇宙帶來發(fā)展目標與機遇仍待基礎技術出現(xiàn)突破
隨著摩爾定律面臨挑戰(zhàn)，芯片行業(yè)在技術演進方向、半導體周期、未來應用等方面上都存在一定的討論。
元宇宙概念的流行，一方面提升了未來芯片市場的預期規(guī)模，推動更多資本涌入，加速了行業(yè)發(fā)展；另一方面，元宇宙概念向半導體行業(yè)展示了一個長期目標，促進了制程、功耗、算力等方面的技術演進。
但需注意的是，短期的資本追捧的泡沫并不能掩蓋現(xiàn)有技術的不足，元宇宙需要半導體、AR/VR、人工智能等技術長久發(fā)展才能實現(xiàn)，炒作下的盛景和遇冷都不能代表真實的行業(yè)發(fā)展。
作者 | 高歌
編輯 | Panken
