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近日，手機行業爆出一條新聞：OPPO啟動代號「馬裡亞納計劃」，正式加入自研SoC晶片戰團。實際上，手機廠商自研SoC晶片並不新鮮。從2014年起，先後有小米、中興旗下中星微電子宣布自研晶片，加上早已入局的蘋果、華為、三星和LG，手機廠商自研晶片掀起一片熱潮。
然而，潮水退去後，真正能持續輸出產品的僅有蘋果、華為和三星，其它廠商基本上都成了炮灰。
正因為如此，OPPO的入局被認為是跳坑，帶有一絲悲壯的味道。但如果我們放寬視野，就會發現自研晶片如果僅僅是燒錢的話，其實不算事，還有比燒錢更難的事橫在整個國內晶片設計公司面前，使得整個自主手機SoC晶片設計到現在還沒有解決卡脖子問題。
燒錢只是小坑
手機是快消電子產品，一年一換代，相應地SoC晶片也需要一年一更新，而隨著晶片製程工藝的提高，整個研發投入（包括設計、流片）也呈越來越高的趨勢。華為fellow艾偉透露，麒麟980採用7nm製程工藝，研發投入超過3億美元，耗時36個月。
據估計，隨著5nm製程工藝量產，晶片的研發投入也將跳漲到50億元人民幣。
這種高強度的「燒錢」節奏，已經促使華為和高通這樣有上億出貨量保證的廠商發展出一種「手術刀」策略：通過閹割旗艦版內核（刪減或增加IP核的緩存容量、基帶速度、內存帶寬、內核數量，提高或降低內核頻率），搭配出不同檔次的中低端SoC晶片。
高通的中端5G晶片驍龍765G的CPU內核和驍龍730的相同，都是基於ARM的A76內核，但頻率相差200MHz，GPU、NPU和ISP等均是小改款。
「刀法」嫻熟的直接好處是節省了IP授權費（一核多用），降低了晶片設計成本（少養一支設計團隊），縮短了晶片的開發周期（高中低檔次的晶片項目可以同時進行），最終降低了設計風險。
這一商業策略儘管被不少用戶吐槽，但它確實讓大廠構築起一道阻擋潛在競爭對手的高牆：市場的後來者因為沒有吃透內核的集成設計技術，缺乏迭代的資源，想閹割也找不到動「刀」的對象，難以降低設計風險和設計成本。
高昂的設計成本、風險和缺乏迭代資源，是OPPO等市場後來者需要面對的一個坑。但和後面的坑比起來，燒錢只是一個小坑。
SoC設計難度的大坑：華為花了10年跨過
SoC晶片設計表面上看是內核集成設計，目前市場上有公開的各種IP核售賣，只要買到IP核就可以設計SoC晶片，看起來門檻很低，其實不然。
和基本屬於硬體設計範疇的傳統晶片設計不同，SoC晶片設計既要面對複雜的邏輯，還要考慮軟體，特別是可以改變晶片功能的外部軟體的設計，例如作業系統（OS）。換句話說，SoC晶片設計需要軟硬體協同。
SoC晶片設計除考慮傳統的連線延遲問題外，還必須考慮電源噪聲、襯底噪聲耦合等信號完整性問題。現在手機SoC晶片內集成的電晶體動輒數十億個，集成度大幅提升的同時，單個晶片中的連線長度也隨之大幅提升，連線總長達到幾十千米的比比皆是。
稍有物理學知識的人都知道，頻率與波長成反比，當晶片的內部工作時鐘達到幾千MHz的時候，相應的波長只有幾米，當工作時鐘達到GHz級別時（目前手機旗艦晶片的CPU內核工作時鐘接近3GHz），相應的波長會縮短到幾十釐米。
根據電磁場相關理論，當連線的長度達到波長的某個倍數時，連線將成為向外界發射電磁波的天線，同樣這些連線也將成為接收電磁波的天線，加上晶片內部連線錯綜密布，結果是SoC晶片內部信號的幹擾將成為一個嚴重問題，影響內核性能穩定並增大功耗，導致SoC晶片「低分低能」。
簡單說就是信號的完整性是SoC晶片設計的一個大門檻，解決不好往往會影響內核性能發揮。華為海思花了10年時間，在2014年推出成熟可用的麒麟920之後，才算真正邁過設計門檻，進入正常迭代的軌道。小米的澎湃晶片在推出第一代後，第二代即一直跳票，至今仍在坑裡奮鬥，足見SoC晶片設計之難。
但即使跳過了SoC晶片設計難度的坑，還有一個更大的坑在等著所有國產SoC晶片設計廠商。
自主晶片熱鬧背後更大的坑
根據ICCAD公布的數據，2019年中國大陸晶片設計公司已達到1780家，相比2018年增加了82家，這已經是自2012年以來，國內晶片設計企業連續保持8年增長。
從數據上看，自主晶片設計相當熱鬧，就指令集來說，已經涵蓋CISC和RISC兩大生態系統，按技術來源劃分，自研晶片又覆蓋了五大陣營：
MIPS陣營，代表龍芯（2009年購買了MIPS指令集永久授權）；
ARM陣營，代表有飛騰、海思麒麟、展訊；
IBM Power陣營，代表有宏芯；
X86陣營，代表兆芯（VIA授權）、海光（AMD授權架構）；
DEC公司（2001年已被惠普康柏合併），代表申威處理器（購買Alpha架構）。
但細究之下，熱鬧的背後其實隱憂不少，最大的隱憂是缺少自主設計的IP核。
宏芯、兆芯和海光依靠購買微架構，IP核自主研發能力最弱，相當於IBM、VIA和AMD在中國的馬甲產品。
ARM陣營同樣是謹慎樂觀。ARM的商業策略是只開放微架構（可花錢購買IP核，並可以修改），但指令集是封閉的，指令集的擴展由ARM說了算。這會帶來什麼問題呢？即使像華為這樣設計能力較強的公司，儘管已經獲得ARMv8指令集永久授權，但無法自行擴展指令集，還需要繼續購買ARMv9指令集，否則即使能自行開發IP核，但由於指令集的禁錮，CPU的性能提升路徑依然會被鎖死。
換句話說，ARM通過獨攬指令集大權，使飛騰、海思麒麟和展訊等要麼購買其IP核，要麼圍繞其指令集開發CPU核（蘋果的A系列晶片就是如此），總之一切盡在ARM掌握之中：如果飛騰、海思麒麟和展訊只購買IP核，等於脖子直接被拽在別人手裡；如果飛騰、海思麒麟和展訊自行開發IP核，但由於缺少擴展指令集的權利，迫於軟體兼容的壓力，還是必須跟著ARM的指揮棒跑，等於脖子間接被拽在別人手裡。
產業鏈真正閉環
前一段時間，有權威專家認為國內晶片設計能力進步巨大，完全有能力設計自己的晶片，不怕卡脖子。這話要掰開分析，所謂的設計能力進步巨大，主要是指SoC晶片的集成設計，代表是華為和展銳，但移動IP核包括CPU和GPU（圖像處理晶片），目前國內還是一片空白。
沒有強大的移動IP核設計打底，自主SoC晶片設計將成為空中樓閣，所以自研晶片的重中之重是IP核的自研，尤其是GPU和CPU核的自主設計。
實際上真正不怕卡脖子的是在電腦CPU領域，代表是龍芯和申威。由於申威購買了已經消失的美國DEC公司的Alpha架構，等於在無主之地上開發IP核并迭代，而且CPU主要用在超算上，所以不怕進清單。
龍芯則是因為在2009年購買了MIPS架構的永久授權，獲得IP核後可以自行擴展指令集，所以發展無拘無束，但代價是需要自行培養從作業系統、應用軟體到市場用戶的龐大生態系統，等於一家幹了英特爾、微軟、幾千家應用軟體開發商的活，所以前路漫長。
僅憑龍芯和申威單槍匹馬，還難以將我國的IP核自主設計提升到無懼外來壓力的水準，未來的出路還是在開源指令集上，在財富效應引領下，吸引大量的晶片設計創業公司入局，自主設計出大量的CPU、GPU、內存控制器、NPU、ISP等IP核，為自主SoC晶片設計提供充足的「原材料」，從而使自主晶片設計在IP核設計、SoC晶片設計、晶片製造、封裝、測試等整個產業鏈條完成真正的閉環，此時誰也卡不了中國芯的脖子。
要達到這一目標，不僅要捨得燒錢，更要捨得花時間沉澱，培養產業鏈。