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gozealouscloudcollection · 6 years ago

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Ice Lake架構深度解析 Intel的雅典娜女神

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英特爾旗艦店

這意味著Intel的第一代量產級10nm產品（不算Cannon Lake唯一的那款10nm i3）終於要在市場上亮相了，在此之際，小編編譯、整理了目前有關於Ice Lake架構的相關解析文章，探尋其背後的改進之處。

繼上一次Intel更新他們的桌面級處理器的架構已經過去了將近5年的時間了，不得不說，Skylake是一代��常成功的架構，也可能是從P6以來Intel使用時間最長的一代處理器架構，支撐Intel走到現在還在主流和服務器市場上面佔據著上風。

首先我們要理清一點，Ice Lake是整個處理器架構的代號，而現在的Intel處理器架構中包括了內核、GPU、以及Uncore部分的其他IO單元，所以本文並不只是針對CPU的內核微架構進行解析，而是對於整個體系結構。

注：如果沒有說明來源，本文圖片均來自於WikiChip和AnandTech。

Ice Lake處理器結構圖

Sunny Cove內核微架構：IPC平均提升18%

Sunny Cove內核結構圖

前端緩衝區：加大加大加大

x86處理器的內核主要可以簡單地分成兩個部分，前端部分與後端執行部分，前端部分主要完成“取指譯碼”的工作，後端主要為指令的具體執行單元，前後端之間有緩衝區，用於存放解譯融合完畢的微指令。 Intel很早就在內核中引入了“微指令融合”的技術來提高效率，融合過的微指令會進入緩衝區然後被分配給後端執行部分進行具體的執行。 Intel目前認為，如今程序更多的瓶頸位於訪存和前端指令分派上，Sunny Cove的前端部分改進就體現了這一理念，所以這次緩衝區就被擴大了不少。

緩衝區部分對比

架構

Haswell

Skylake

Ice Lake

亂序重排緩衝區

192

224

352

訪存Load隊列大小

128

訪存Store隊列大小

超能網制作

可以看到Intel這次把亂序重排緩衝區（ReOrder Buffer，主要是用於亂序執行後將執行的微指令根據原本順序提交的指令緩衝區）大小做到了可以容納352條微指令，直接提升了128條/57%之多，而Haswell到Skylake才僅僅提升了32條。同樣在訪存上面也進行了不小的提升，Load（加載）隊列增加了56，Store（存儲）隊列增加了16，比Haswell到Skylake的改變都明顯要多。

緩存對比

架構

Haswell

Skylake

Ice Lake

單核心一級數據緩存大小

32KB

48KB

單核心一級指令緩存大小

32KB

單核心二級緩存大小

256KB

512KB

微指令緩存

1.5K μOPS

2.25K μOPS

超能網制作

再來看緩存部分，新的內核終於增加了萬年沒變動過的一級數據緩存，從32KB到48KB，雖然只增加了12KB，但是要知道，32KB的一級指令緩存+32KB的一級數據緩存的設計，從Core系列的第一代架構——Core微架構上面就開始使用了，一直沿用到現在，同時一級數據緩存的帶寬也增加了。而每個內核附帶的二級緩存直接提升一倍，達到512KB的大小，這也是從Nehalem架構把二級緩存內置進每個核心、單獨設立共享L3緩存以來在內核緩存上發生的最大幅度變動了。

Skylake與Sunny Cove內核架構對比圖，左Skylake，右Sunny Cove

前端部分的改進較小，主要是改進了預取器與分支預測器的性能，增加了微指令緩存的大小使得其能夠滿足每週期5(6)指令的發射。

後端：更寬

上Skylake，下Icelake，注意看Port

後端也有不小的改變，Sunny Cove的執行端口相比Skylake多了兩個，達到了10個之多。並且端口的用途更為精細化，有專門用於讀取和存儲地址的端口，並且專用於存取數據的端口數量均為兩個。

然後在執行單元中，Sunny Cove新增了支持AVX-512指令的單元，其實這類單元在Skylake-Server上便已經加入，同時引入的還有Cannon Lake上面加入的iDIV這個硬件整數除法器，同時還加入了新的MulHi單元，專用於乘法指令的處理。

AVX-512計算單元的引入使得Sunny Cove內核一次可以處理1條512-bit的指令或者2個256-bit的指令。

內核互聯方面，桌面級Ice Lake仍將採用Ringbus也就是環形總線的設計，而服務器端將延續Skylake-Server的Mesh總線設計。

指令集與AI加速

指令集隨著新單元的加入也同時進行了擴充，在加��解密、AI加速、通用計算、特定計算等方面都新加入了不少指令，尤其是AVX-512指令集。

對於近幾年大熱門的人工智能，Intel一方面在Uncore部分加入了自家的“高斯��絡加速器（Gaussian Network Accelerator）”這樣類似於手機SoC上面常見的AI硬件加速電路，還通過引入AVX512VNNI指令集，使用AVX-512單元來進行AI相關的加速計算，Intel將這種加速稱為”DL(Deep Learning) Boost”。這是一種很聰明的取巧辦法，專用計算單元的引入可以保證一定的加速性能，而新指令集的加入同時也可以更加充分地利用上新的CPU特性。

加密解密指令集上面的改動諸如AES的吞吐量加大、加入新的針對SHA算法的一系列指令等，總之在編譯器進行適當優化的前提下，Ice Lake的加密解密性能是比Skylake強不少的。

小結

簡單歸納一下Sunny Cove微架構的改進點：

改進了預取器與分支預測器的性能

一級數據緩存增大50%

一級緩存存儲帶寬增大100%

二級緩存增大100%

微指令緩存增大50%

每週期能夠加進亂序重排緩衝區的微指令多了25%

亂序重排緩衝區大了57%

後端執行端口多了25%

支持AVX-512等新指令集

綜合以上的改進，Sunny Cove相對於Skylake在IPC上面取得了平均18%的進步，而對於Broadwell或者說Haswell，則是有47%的進步幅度，在針對AVX-512進行優化過的測試中，最高可以比上代移動低壓處理器快2~2.5倍。在摩爾定律前進緩慢的今天，這個數字已經非常高了。

題外話，其實很多改進在Cannon Lake上面就已經有了，比如AVX-512、相關的指令集變動和緩存帶寬增加等，還有些改動是從Skylake-Server架構上面下放而來的，比如AI加速的指令集其實已經在服務器端處理器上出現了。但因為Cannon Lake實際被Intel放棄，所以繼承了Cannon Lake改進點的Sunny Cove內核架構才能在相比較Skylake時得到平均18%的IPC進步，如果一切正常，Intel的10nm沒有延期，Ice Lake應該是Cannon Lake的下一代，對比起來就沒那麼大的進步幅度了。

第11代圖形架構

Ice Lake的核顯首次達到了1TFlops的計算性能，還增加了不少的功能特性，可謂改進頗多。 Intel用了”the most powerful version”來形容這代核顯的性能，怎麼做到的呢？

借助10nm工藝，暴力堆疊規模

Intel的10nm工藝在晶體管密度上的提升幅度是真的很大，14nm時代最多配備24組EU的核顯，在Ice Lake上面直接就翻了2.67倍，最大可以達到64組EU，並且頻率也不低，最高可以跑到1100MHz，比以前只低了50MHz，此時核顯整體的FP32計算量已經達到了1.15TFlops。鑑於此，相比於八代酷睿處理器上搭載的第9代核顯，Intel官方宣稱可以提供平均約1.8倍的幀率。

你一定想問第10代去哪裡了對不對，其實還是在夭折了的Cannon Lake上面，而且唯一一顆的核顯還是被屏蔽了的。

目前在移動低壓版Ice Lake處理器上面，Intel一共提供了G1、G4和G7三種配置的核顯，分別有32/48/64組EU，低端的G1命名仍為”UHD”，而G4和G7都以”Iris Plus”的品牌出現。

除了通過製程進步來堆疊EU數量之外，內部架構的優化也同樣重要。

內部架構優化

與第九代核顯的對比表格如圖，出處：週末雜談，Icelake CPU的助手，Gen11核顯簡介

首先通過增加單個Slice中含有的子Slice來擴大規模，使得每週期的計算次數增加。

其次是在緩存系統上做文章，擴大了三級緩存的容量，Intel方面公佈的是EU的三級緩存有3MB，並且還有0.5MB的本地共享內存。另外還有通過處理器的內存控制器升級，能夠用上更高的內存帶寬。

新接口版本和加強的硬件編碼電路

上個月讓小編最難受的一件事情就是買了一台1440p，144Hz刷新率的顯示器，用HDMI連接筆記本的時候，在1440p下面最高只能輸出60Hz，究其原因，就是老的第9代核顯支持的HDMI版本只能到1.4，最高只能提供4K@30Hz的輸出，1080p下面最大是120Hz，而小編的筆記本並沒有提供USB-C或者DP輸出。

而Ice Lake終於解決了這個痛點，支持了HDMI 2.0b和DP 1.4 HBR3，這兩個就不用多說了吧，反正就是最高分辨率和幀數提升順便還能支持一下HDR。

另外，在視頻硬件編碼部分，也就是Intel QuickSync特性使用的獨立硬件電路上，新核顯也有比較大的改進，現在支持兩條HEVC 10-bit同時進行編碼，在YUV444的情況下最高支持兩條4K60幀視頻流，或者一條YUV422的8K30幀視頻流。

可變速率著色（VRS）

VRS全稱Variable Rate Shading，是一種新的允許GPU根據畫面區域的重要性調整著色精度的技術，具體效果我們之前的新聞有介紹過，可以看一下：來對比一下VRS可變速率著色技術帶來的性能提升吧3DMark將添加該技術基準測試一文中的圖片對比。

VRS可以在不重要的畫面上面節約一定的GPU資源，使這部分GPU資源參與更加重要的部分畫面的渲染中，從而提高了整體的幀數，目前NVIDIA已經在Turing核心中加入了相關的支持。而Intel也沒有落後，在第11代核顯中提供了這項特性，並且他們宣布將與Epic合作，將這項特性加入到虛幻引擎中去，目前文明六已經支持了該技術，並且根據Intel的數據，幀數最大提高了30%。

小結

GPU部分的改進主要還是規模增加了很多，架構上屬於小改動，主要改進了緩存系統，不過第11代核顯的進步還是比較明顯的。

可能以後在1080p低畫質下面核顯也不再是雞肋了，能夠30幀打打遊戲了。

Uncore部分

Uncore部分指的是處理器上除了內核和GPU的其他部分，在頂上的結構示意圖中就是System Agent的那部分，自從Intel在Nehalem把內存控制器和PCI-E控制器移入CPU內部之後就沒有什麼大的變化，但是這次Intel在上面加入了個新東西，還升級了不少老部件。

Thunderblot 3

原來阻擋人們使用Thunderblot（以下簡稱TB）設備的一大原因就是這個接口的使用成本略高，當TB3開始以USB Type-C接口的形式出現之後，使用率確實高上去不少，但是還有其他的攔路虎，其中一個就是TB需要主板搭載額外的芯片來使用，這個控制芯片並不便宜。終於在Ice Lake上面，Intel把TB控制器整合到了處理器裡面，並且再也不會佔據掉處理器提供的PCI-E總線數量或者是與PCH一起擠原本就已經擁擠不堪的DMI 3.0總線，而是在環形總線上面擁有了自己的位置。

而且Intel大方的一下子就提供了4個之多的TB3接口，每個都是PCI-E 3.0 x4的滿規格，也就是說，Ice Lake處理器其實一共擁有32條PCI-E 3.0通道，不過其中一半都是以TB3形式提供的，當然這些接口是支持USB模式的，當運行於USB 2.0狀態時，會繞回到PCH上進行通信。

當然也不是所有的廠商都會給足四個TB3接口，具體怎麼配置還是得看OEM廠商，畢竟其他的配套芯片諸如USB PD所需要的獨立IC都是會增加成本的，而TB接口還需要額外的Retimer芯片，不過Intel已經減半了所需的Retimer，兩條TB3只需要1個Retimer就可以了。

不過將TB控制器集成到CPU內部也使得整個System Agent的IO部分更為複雜了，上面是一張詳細的原理圖，一個Type-CIO路由（圖上名為CIO Router）擁有兩條PCI-E 3.0 x4與CPU相連，而CPU內部的顯示控制引擎（圖上的Display Engine）也要與這個Type-CIO路由相連，以控制Type-C接口所處的狀態，並決定發送的信號。同時還有USB的xHCI也要跟Type-CIO連接，還要管理整個的內存統一性……

複雜的結構所導致的就是整體的延遲會增加，Intel將原因歸結在電源控制上面，原本分離式的芯片很容易管理電源狀態，但是整合進來之後每一個部分都有自己的電源狀態需要管理，需要更為精細化的電源管理系統，而這就增加了總體的延遲。不過更為精細化的電源管理還是有好處的，那就是可以提高能耗效率，Intel方面稱滿載的一個TB3接口的芯片外加鏈路層將使用300mW的功率，四個加起來也只有1.2W。

值得一提的是，Intel已經做好了對於USB4的兼容，不過考慮到目前USB4仍處於草案階段，不排除未來的修改使得兼容失效。不過目前只是針對Ice Lake的移動版本進行架構分析，當然也不排除Intel在桌面級的Ice Lake上面同樣保留內部TB控制器。

題外話，TB3據說在Cannon Lake上面也是有的，但是夭折了。

內存控制器

現在內存控制器原生支持DDR4 3200/LPDDR4X 3733內存，原來Skylake上面的內存控制器頂多只能支持到DDR4 2666，還是八代的Coffee Lake以後的事情了。而隨著DDR4內存的發展，默頻上3000的內存條也開始出現了，內存控制器直接支持到DDR4 3200是一件不錯的事情。而且隨著處理器內核數量的增加，內存帶寬也逐漸要開始成為處理器性能的一個瓶頸所在了，在我們的測試中，內存帶寬對於遊戲性能的影響還是比較明顯的。

此前Intel的移動低壓平台只能使用LPDDR3作為內存，而支持LPDDR4/X的一個好處就是可以在更低的功耗下面帶來更強的性能，尤其是對於此次圖形性能有比較大提升的Ice Lake來說，有著非常大的實際意義，因為內存帶寬直接影響到GPU的實際表現。

GNA

前面在講內核的AI加速時提到了Uncore部分加入了GNA這個針對AI的硬件加速單元，目前並不知道太多有關於它的細節，就連具體名字都有兩種說法，在Intel官方針對Windows Machine Learning的介紹網頁中，它的全名為Gaussian Network Accelerator，而在很多介紹Ice Lake架構的文章中，它的名字又成了Gaussian Neural Accelerator。

目前已知的是該單元的功耗非常低，甚至會在SoC其餘部分關閉的情況下繼續工作，旨在提供穩定的AI加速性能，應用場景為語音識別之類。

圖像處理單元

Ice Lake上面的圖像處理單元（Image Process Unit）升級到了第4代，是的，你大概沒有聽說過Intel的CPU上面還有個圖像處理單元，但它從Skylake開始就一直存在，不過只有在移動雙核型號上有，屬於DSP（數字信號處理器）範疇，為設備的相機提供影像處理功能。

Ice Lake上的IPU可以提供4K@30fps的視頻拍攝能力，還有更好的硬件降噪能力，支持更多的相機，還支持將兩個不同的相機比如一個抓IR信息一個抓RGB信息的兩個相機模擬成一個設備來看待。

Intel方面稱，他們正在向軟件開放更多的IPU寄存器，以向應用提供更好的便利性，並且提供了對機器學習的支持。另外值得一提的是，Intel將之前PCH上集成的MIPI接口轉移到了CPU上，未來可以用於接駁AI加速設備。

小結

Uncore部分可謂是發生了天翻地覆的改變，可以說是Ice Lake相對於之前Skylake變化最大的地方了，內建TB3控制器肯定會給未來的使用帶來非常大的方便，小編個人非常喜歡這個改進。而其他的可以歸於常規性質的功能性更新。

PCH改進

目前的Ice Lake平台上PCH和CPU是封裝在同一塊基板上的，PCH的提升同樣是Ice Lake整個平台的提升。同樣的，Ice Lake CPU通過DMI 3.0 x4總線與PCH相連，提供的帶寬等同於PCI-E 3.0 x4。

重新引入FIVR

FIVR其實早在Haswell架構中就已經被引入了，但是從Skylake開始又把它給去掉了，因為在當時FIVR確實表現不佳，導致了整體功耗和發熱的增大。不過在Ice Lake上面，它又回歸到了CPU和PCH的內部。 Intel官方表示這麼做可以節約整個平台的面積，並且簡化OEM的電源設計。新的FIVR有著更高的電源效率，與整個平台的節能特性息息相關。看上去Intel也是解決了FIVR身上的一些毛病才放心將它集成進CPU和PCH內部的。

CNVi 2

其實Intel在這兩年已經在出貨的芯片組裡面都加入了CNVi方案的Wi-Fi模塊，這種方案將Wi-Fi網卡的部分電路轉移到了芯片組的內部，而仍在外面充當一個射頻模塊的Wi-Fi網卡就可以做的非常小了，比如M.2 2230或者以1216規格直接焊在主板上。 PCH內部的網卡與在外面的RF模塊通過一條Intel專有的CNVi鏈路進行連接。

Ice Lake的PCH上面這條特別的CNVi鏈路升級到了第二個版本，即CNVi 2。

當然，支持的Wi-Fi標準還是由在外面的Wi-Fi網卡所決定的，方便OEM自定義，Intel此舉是為了打破人們升級Wi-Fi路上的屏障（你倒是推動一下AX路由器降價啊），目前Intel有兩張支持Wi-Fi 6標準的無線網卡：AX200/201。

關於Wi-Fi 6具體的提升之處，可以參考我們之前的文章：超能課堂(188) WiFi 6憑什麼可以如此“六”？。

這塊就簡單羅列一下數據。

6個USB 3.1（5Gbps）/10個USB 2.0

16條PCI-E 3.0，一般會有8條用於兩個NVMe接口

3個SATA 3.0

eMMC 5.1

Intel沒有提到UFS的支持。

小結

PCH的變化並不是很大，主要是常規的功能性提升。

封裝、睿頻與功耗多種功耗目標與不同封裝方式

目前Ice Lake-U和Ice Lake-Y是兩種目標TDP不同的系列，分別針對15~28W和7~12W來設計的，未來的移動標壓級TDP約為45W，而桌面級目前未知。

此次率先發布的11款低壓和超低壓也採取了兩種不同的封裝，U系列沒有怎麼變，還是老樣子，而超低壓就與往常不一樣了，Intel使用了更加緊湊的封裝方式，同時底部觸點也相對更加緊密。

動態調節 2.0

新的動態調節2.0技術變化點看圖就可以了，大致意思就是Ice Lake處理器不會像之前那樣只能睿頻18秒之後就回到基礎頻率，而是慢慢的降下來，整個過程比原先長了8秒。新技術還使用了機器學習來預測CPU將會吃到哪種類型的負載，然後智能調節功耗預算來盡可能地延長睿頻時間。

總結

總的來看，Ice Lake是一代變化非常大的架構，無論是內核還是外面的各種組件。人們都說Intel擠牙膏，但怎麼說呢，競爭對手所給的壓力不夠也是Intel擠牙膏的一個原因，但更多的原因恐怕是來自於這幾年Intel在製程工藝上面遇到的難題，本來在Intel的Tick-Tock戰略中，Cannon Lake是作為Skylake的製程升級版出現的，然而由於10nm的難產，Tick-Tock戰略徹底失效，變成了PAO——製程-架構-優化戰略之後，計劃以10nm初代的角色推出，結果10nm比PAO戰略的計劃還要晚，但是競爭對手的Zen和Zen+架構開始給Intel壓力了，沒辦法，Skylake加兩個核用14nm++再頂一頂吧。這一頂就是將近兩年過去了，Cannon Lake也被徹底的放棄了，上面的許多優化被Ice Lake所繼承了下來。

從整體架構來看，Ice Lake在單線程性能上面繼續衝高，而測試成績也都印證了這一點：基礎頻率和加速頻率都比前代更低的情況下單線程成績能夠將將打平，已經很不容易了。多核的話，Ringbus極限應該是十核左右，如果不採用Mesh架構，那麼桌面版未來的Intel Ice Lake處理器還是會不敵AMD的Zen 2/3。

而在擴展性上面，Ice Lake還是比較良心的，TB3控制器的加入使得USB和TB設備不再需要擠占原本就有些不夠的PCI-E 3.0總線，並且還預留了與USB4的兼容，在未來Ice Lake的優化版或者升級版上我們有望看到正式的USB 4支持。

Ice Lake也會是未來一段時間中Intel主力的架構，只不過等它來到桌面級還需要一段時間。 Intel目前的產品線也是非常的混亂，有機會我們會單開一篇文章來捋一捋。

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#業內資訊 #Ice #Intel的雅典娜女神 #Lake架構深度解析

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min-efyour · 6 years ago

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TF5數位混音機

完全主觀不帶一點客觀

1~5分

1~2不佳 3~4優良 5非常推薦文章內容為公器私用不代表公司文章~~

功能 4 (完全可以用在中型以下活動使用不管是DCA 數量內部介面功能上 dsp 混音後出來的聲音都相當不錯)

擴充 4 (可以使用擴充卡外接box 除了貴)

效果器 4 (秉持 yamaha 一貫的優點效果上比起多數控台品牌真的相當好聽順耳)

可控性 3 (不知道出於什麼原因目前新出的數位控台的實體介面越來越少尤其是在EQ上可在有些細節觸碰螢幕使始終難以取代實體介面這點還需要習慣)

上手度 4 (可以說相當容易全直觀介面全彩畫面拖拉式操作設計都是一學就會就算真的不會內建中文說明書真太貼心)

滑軌流暢度 4 (雖然這台客制定頁面真有給它少了點但這次滑軌上相當滑順 )

成音 4 ( yamaha 水準還是有的…

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foggyfireenemy-blog · 7 years ago

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從中國缺芯看中國製造如何做強（宋雪濤）

中興既不能以偏概全為中國製造的代表，也不是中國製造的個例，中興的困難一定程度上代表了中國製造的現狀——夠大不夠強。做大和做強並不是獨立的，不經歷市場份額的擴大很難做強，但規模並非是做強的本質，從做大到做強，關鍵的問題是：是否在技術密集型行業和產業鏈的高附加值階段發生了進口替代？是否邁向價值鏈的中高端？是否掌握了技術能力並能夠迭代創新？

上世紀80年代，中國通訊市場用的全是進口設備，當時行業內流傳著“七國八制”的說法，因為總共有8種制式的機型，分別來自7個國家：日本NEC和富士通、美國朗訊、瑞典愛立信、德國西門子、法國阿爾卡特、比利時BTM和加拿大北電。

1991年，38歲的鄭州解放軍信息工程學院院長鄔江興主持研製出了HJD04（簡稱04機）萬門數字程控交換機，忙時處理能力是德國西門子的三倍，一舉打破了“七國八制”的技術壟斷，奠定了中國通訊設備行業的技術基石。

1985年，43歲的西安航天691廠技術科長侯為貴來到深圳，創辦了一家組裝話機和電風扇的企業。90年代初，針對農村市場推出了第一代程控交換機，賺到了第一桶金。1993年，這家企業通過改製成為了今天的中興通訊。

資料來源：天風證券研究所（中興創業初期，右三為侯為貴）

同年，華為自主研發出了C&C08（簡稱08機）萬門交換機，徹底打破“七國八制”的壟斷，本土通訊設備廠商開始崛起。研發08機之前，任正非站在5樓會議室的窗邊沉靜地對全體幹部說：“這次研發如果失敗了，我只有從樓上跳下去，你們還可以另謀出路。”

憑藉著04機打下的技術基礎和“創一代”置之死地而後生的拼搏精神，中國通訊設備行業迅速崛起了四家企業——“巨大中華”，分別是北京的巨龍、大唐，深圳的中興、華為，後來家底最厚的

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巨龍首先被歷史輾為塵埃。不到十年的時間，當年的“七國八制”被“巨大中華”以無法企及的速度掃地出門，中國的大型程控交換機實現了從模仿引進到自主研發的跨越。當年靠組裝話機和電風扇起家的中興通訊，如今成為了中國第二、全球第四的通信設備供應商。當年的“七國八制”，如今只剩下朗訊阿爾卡特（16年併入諾基亞）和愛立信。

2018年2月13日，美國情報部門以“國家安全”為由，呼籲美國人不要用中興手機。2018年4月16日，美國商務部以“中興未履行和解協定中的部分協議”為由，宣布禁止美國企業向中興銷售元器件至2025年。

30年，歷史走了一個輪迴。30年前，中興在“七國八制”的圍剿中起步，在技術封鎖中誕生。30年後，中興又回到了技術封鎖的原點。當年的中國製造幾乎處處被卡脖子，雖然今非昔比，京東方已經突破了“少屏”，但中興仍然被美國的芯片、核心零部件以及操作系統卡住了脖子。

說中國在芯片上完全依靠進口，其實是妄自菲薄了，中國在芯片領域已經做出了一些成績：華為不計成本投入海思做芯片，消費電子端的海思麒麟系列芯片已進入全球第一梯隊；紫光股份收購了展訊、RDA、OmniVision，大力引進核心技術和人才；中芯國際挖來三星和台積電的元老梁孟松加速技術攻關；中國超算神威的CPU是上海國家高性能集成電路設計中心研發的SW26010。

不過，在高端芯片以及精密設備上要突破技術封鎖，實現國產替代，中國製造仍然有很長的路要走。以中興為例，中興的三大主營業務：基站、光通信、手機，其中基站的上游芯片、射頻基本依賴進口，光通信的高速芯片（DSP）也主要靠進口，手機的高端芯片和存儲也是以進口為主。

中興的困難一定程度上代表了中國製造的現狀——夠大不夠強。有人說“中國製造參與全球分工，做大依靠的是勞動力廉價的比較優勢，做強既無可能也無必要，用政策補貼做強是一種效率損失”，遺憾的是這種簡單的經濟學想法並不符合現實世界。大而不強的中國製造被顛覆的例子比比皆是，中國的CRT彩電工業一度做到全球市佔率第一，但遇到液晶的技術替代時被打得措手不及，原因是中國彩電工業與新技術的演進過程基本絕緣，既不了解液晶技術的進展，也難理解新技術的影響。

可是從做大到做強並不容易，2013年CCTV2拍了一部紀錄片叫《大國重

器》，第1集的名字叫《國家博弈》，其中有句話是某裝備製造廠的廠長說的：“做大容易，有錢就能擴張規模，但是要做強、做到質量完全可控，這不是一年兩年的功夫。”

中興的困難既不是中國製造的個例，也不能以偏概全為中國製造的代表，至少和它的對手華為比，差距不止一個海思——據雙方年報顯示，2017年華為的銷售收入是中興的近6倍，淨利潤超過10倍，研發費用約為7倍。最近十年，中國製造做強的曙光初現，出現了一批領跑者和創新者，比如通訊設備中的華為，智能手機中的華米OV，國產芯片中的海思，視頻安防中的海康大華，雲計算中的阿里，無人機中的大疆，軌道交通中的中車集團，聲學電子元件中的歌爾瑞聲，顯示面板中的京東方，動力電池中的寧德時代等。

研究過這些企業的歷史就會知道做大和做強並不是獨立的，不經歷市場份額的擴大很難做強，但是規模並非是做強的本質，從做大到做強，關鍵的問題是：是否在技術密集型行業和產業鏈的高附加值階段發生了進口替代？是否邁向價值鏈的中高端？是否掌握了技術能力並能夠迭代創新？

第一問：中國製造是否在技術密集型行業發生了進口替代？

答案在上一期《哪些中國製造正在做大》，在技術密集型行業裡，進口替代率較高的中國製造包括：製藥，電氣設備，汽車，運輸設備，計算機、電子、光學產品，石油煉焦，化學化工等。細分行業中，進口替代率較高的還包括：光電技術、集成電路、計算機通信、航空航天、汽車零部件、儀器儀表、機電設備、環保機械、塑料橡膠、有機化學等。

圖1：2014年中國各行業進口替代率排名（本國消費驅動的本國總產出比全球總產出）

資料來源：Wind，天風證券研究所

然而，進口替代率高只代表做大，並不代表做強。中興是中國第二、全球第四的通信設備供應商（資料來源：各公司財報），但基站的芯片、射頻，光通信的高速芯片，手機的高端芯片和存儲基本上都靠進口。以汽車製造為例，輪胎、玻璃、內飾、車燈、密封條、安全氣囊幾乎都能完全自主，但是自動變速箱、發動機電控系統、汽車電子等核心零部件的國產化率仍然較低，汽車芯片更是國產的禁區。

表1：當前中國核心集成電路的國產芯片佔有率

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資料來源：《2017年中國集成電路產業現狀分析》，天風證券研究所

第二問：中國製造到底在全球價值鏈的什麼位置？

中國製造在全球價值鏈分工有兩個特點：一是中國製造的價值鍊長，二是中國製造的附加值率低。一個產業的價值鏈越長，說明這個產業的全球化程度越高，分工越精細，附加值就越低，這就好比是奧運會，一個項目參加的國家越多，中國奪金的難度就越大，像馬術這種少數國家參加的項目，中國努力一下反而可能突破。在《哪些中國製造正在做大》說過：雖然中國在最低端製造佔比已經很低，但市佔率較高的製造業多數屬於中低度技術密集型，處於價值鏈的中下游，而中高度技術密集型的製造業還不夠多。價值鏈越短，附加值反而越高，意味著產業鏈的整合程度高，通常技術密集度也高。

圖2：中國產業價值鍊長度vs 附加值率

資料來源：WIND，天風證券研究所

所以中國製造主要就是兩個方向：一是往價值鏈短的行業集聚，比如知識和技術密集的高端製造，然後把價值鍊長的行業逐漸轉移出去；二是往價值鏈的中高端轉移，比如從組裝製造升級到設備材料和設計研發。中國製造里相對上游度較高（大於0.5）的是運輸設備、塑料橡膠、金屬製品。處在中間（0.3-0.5）的是汽車、電氣設備、機械設備

，越容易被核心技術和核心零部件卡脖子，也是中國製造越應該努力突破的方向。

圖3：2014年中國製造相對上游度vs 附加值率

資料來源：WIND，全球投入產出表數據，可貿易製造部門，天風證券研究所

十九大提出“要加快建設製造強國，發展先進製造業，推動互聯網、大數據和實體經濟深度融合；支持傳統製造業優化升級，瞄準國際標準提高水平；促進產業邁向全球價值鏈中高端，培育若干世界級先進製造業集群 ”。有哪些中國製造正在邁向價值鏈的中上游呢？2004-2014年，上游度提升最快的技術密集型行業：運輸設備，汽車，機械設備，計算機、電子、光學產品、電氣設備。

圖4：2004-2014年，全行業相對上游度變動率

資料來源：WIND，天風證券研究所

這些往價值鏈中高端走的行業，共同的特徵是掌握技術，然後迭代。在技術密集型產業裡，領先者的規模優勢和技術優勢會對後進者形成進入壁壘，而且壁壘還在迅速變高，差距越大進入的門檻就越高。追趕型國家想要在一個領先者已經做大做強的領域切出一塊蛋糕，一定要有新技術，並從邊緣應用切入迅速降低成本後擴大應用，當邊緣應用成為主流後，新技術迅速迭代佔領市場，將原來的領先者擠出去，這就是技術替代的過程。從做大到做強的拐點就是掌握技術，然後就出現跳躍式發展。

第三問：中國製造是否掌握了技術能力並能夠迭代創新？

如下圖所示，從技術和專利申請的角度，2017年中國實現了一個超越，在技術方面反映技術應用活躍程度的PCT國際專利申請量，中國在2017年4月的月度申請量超過了日本，躍居世界第二。各專利技術，基本是美中日領跑。中國在視聽技術、電子通信、數字通信的專利申請數量是世界第一，在電氣工程、計算機技術、光學、控制、製藥等專利申請量是世界第二，在半導體、測量、醫療技術、精細有機化學、生物技術、材料冶金、塗料、納米技術、化工、環保技術等專利申請量是世界第三。但在機床、高分子化學、高分子材料、發動機、渦輪機、機械元件等專利申請量在三名開外，這些是中國製造進一步實現技術突破和國產替代的方向。

圖5：各國PCT專利申請對比

資料來源：WIND，天風證券研究所

麥肯錫曾經做過一個研究，對比中美創新力，將行業分成四類：工程技術型、效率驅動型、客戶中心型、科學研究型。中國在資本密集的效率驅動型行業對比里全面佔優，在比市場規模和服務水平的客戶中心型行業裡也不佔下風。中美差距最大的是工程技術型行業裡的航空、軟件、醫療器械和科學研究型行業裡的特種化學品、生物技術、半導體設計、創新藥。

圖6：中美創新實力對比

資料來源：麥肯錫《中美創新實力對比》，天風證券研究所

綜合前面幾個維度的分析（進口替代、價值鏈中高端、技術專利差距、創新程度），可以看出中國製造在一些領域和美國存在差距，但正在實現技術突破、進口替代，這些就是中國製造正在做強的行業方向。這些產業包括但不限於：ICT（集成電路、半導體設備材料、光電技術、軟件），航空（飛機、航空發動機、航空材料），醫藥生物（醫療器械、創新藥、生物技術），新材料（特種化學品、高分子化學、高分子材料），高端裝備（機床、發動機、泵、渦輪機、機械元件、儀器儀表）等。能縮小中美在這些領域創新能力差距的企業，就是未來中國製造的核心資產。

第四問：中國製造如何“補芯”

回到中興受制於人的芯片領域，是知識和技術密集度最高的製造領域，被稱為電子信息產業塔尖上的皇冠，芯片製造對設備材料工藝的要求是一項系統工程，也是大國製造崛起的試金石。

2017年，中國芯片市場總需求預計達到1.3萬億人民幣。2014年，我國成立了國家集成電路產業投資基金（簡稱“大基金”）。大基金設立以來，實施項目覆蓋了集成電路設計、製造、封裝測試、裝備、材料、生態建設等各環節，實現了在產業鏈上的完整佈局。中芯國際2016年的營收為29.21億美元，全球市場佔有率6%，排名世界第四。

中國在芯片的設計、製造、封裝三大環節之中，差距最大是製造。2016年中國的集成電路進口為2271億美元，也就是說約90%的芯片需要進口。據美國市場研究機構IC Insights統計，全球排名前十的芯片代工廠商，台積電佔59%，美國格羅方德佔11%，台灣聯華電子佔9%，中國製造僅佔9%，到2020年國產化率預計將提升至15%。

芯片製造領域的中芯國際，據其財報顯示，最先進的28納米製程佔營收的比例從2016年Q4的3.5%提高到了2017年第三季度的8.8%，梁孟鬆的到來能夠加速中芯的28納米高端製程的技術攻關。合肥長鑫和長江存儲，目前類似5年前的京東方，正在快速建設推進存儲器的研發和製造，擁有大批的研發隊伍，短期看不到大規模盈利，但在技術上已經有所突破。據DIGITIMES報導，長江存儲已於2017年成功研發32層NAND FLASH產品。

芯片設計集成領域，中國的集成能力應該屬於世界先進水平。不要小看集成能力。這就好比一堆木料在某些人手裡只能當柴火燒，某些人手裡可以做出好家具。2017年，匯頂科技在指紋識別芯片領域實現了對瑞典FPC的超越，成為國產設計芯片在消費電子領域少有的全球第一。士蘭微從集成電路芯片設計業務開始，逐步搭建了芯片製造平台，並已將技術和製造平台延伸至功率器件、功率模塊和MEMS傳感器的封裝領域。

芯片國產化的另一個意義就是不斷帶動國產半導體設備商的進步。在技術密集型行業裡，一旦下游的品牌渠道、系統集成設計、精密工藝技術被中國掌控，上游（設備、材料、核心零部件）就會集聚，如果中國企業能夠通過研發或技術轉移掌握了技術，上游最終也會被中國取代，這就是中國製造一步步實現完備產業鏈的過程。

京東方5代線量產後，吸引了數十家廠商在附近投資建廠，為京東方配套。事實證明，京東方不僅支撐了半導體顯示工業，也帶動了中國上游工業（設備和材料）的出現和發展，帶起了做面板檢測的精測電子，做LED芯片封裝的木林森，做玻璃基板的東旭光電和彩虹股份，做��光片的三利譜和盛波光電。

相同的道理，芯片的上游設備和材料也在穩步突破，北方華創已經覆蓋到半導體設備多個核心領域，成為未來半導體國產化的重要一環。2017年，長江存儲購買了北方華創的氧化爐、PVD和刻蝕機用於生產線，實現國產半導體設備零突破。半導體光刻膠是微電子製造中技術壁壘最高的核心材料，基本被日本和美國企業壟斷，嚴重依賴進口，部分內資企業已經取得技術突破，逐步實現進口替代。上海新昇半導體等中國公司正在進入12英寸大尺寸矽片的研發領域，逐步打破日本等國家在該領域的絕對壟斷。

當然國產芯片有的不只是希望，也在一些領域還處於望不見盡頭的落後狀態。比如，2017年中國資本把全球三大移動GPU企業之一，蘋果的GPU設計供應商的Imagination買了下來，該公司是和高通，ARM三分天下的移動GPU芯片設計公司，但至今尚未找到合適的中國科技公司對其進行技術吸收和轉移。汽車芯片完全依賴進口，對國產廠商來說還是禁區，儘管紫光、大唐等正在試圖突破，但目前國產廠商在汽車芯片領域還是處於望不見頭的落後狀態。

中國製造雖然在一些領域和美國存在不小的差距，但正在實現技術突破和進口替代，邁向價值鏈中高端。芯片國產化雖然在一些領域還處於望不見頭的落後狀態，但依靠國產芯片在設計集成和消費領域的市場規模和技術基礎，實現芯片製造和芯片設備材料的進口替代也只是時間的問題。

美國對中興的技術封鎖到2025年，中興正在發展的5G也是《中國製造2025》裡的新一代信息技術產業。沒了美國的技術支持，中興的日子不好過，5G也可能受影響，但是回頭看歷史，中興華為等又何嘗不是在技術封鎖裡誕生的呢？歷史總是以不同的方式重蹈覆轍，今天對中興的技術封鎖，可能會成為中國自主研發，加速實現芯片國產化、5G、高端製造的催化劑。

推薦閱讀：《中國製造的激盪四十年：中國做對了什麼》、《中國製造全景圖：誰在成長，誰在成熟，誰在衰退》、《聚變：哪些中國製造正在做大》

風險提示：貿易戰演變為全面技術封鎖；貿易戰範圍擴大到全球

團隊介紹

宋雪濤| 宏觀團隊負責人

美國北卡羅來納州立大學經濟學博士，中國金融四十人論壇（CF40）特邀項目研究員，著有多篇學術論文、人民銀行工作論文、CF40系列叢書等。

李雪

牛津大學金融經濟學碩士，主要負責國內宏觀和產業經濟研究。

向靜姝

倫敦商學院碩士，主要負責海外宏觀和大類資產配置研究。曾任Man Group AHL（倫敦）量化分析師。

趙宏鶴

中央財經大學金融學碩士，主要負責貨幣、財政政策和金融市場研究。

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自彈自唱直播新利器！idol K8 pro行動KTV與耳罩式耳機HF01動手玩

來源、作者：點子生活

相當受歡迎的行動 KTV 品牌 idol K8 過去曾推出初階入門款與 PLUS 款的個人行動 KTV，在音頻高清識別，融合伴奏與回音效果的處理都相當不錯，搭配的耳機是原廠親自挑選，讓消費者輕鬆入手整組高品質的行動KTV。如果你對音質與臨場感的要求標準更高，idol K8 近期推出 idol K8 HIFI 監聽級罩耳式耳機 HF01，在深度重低音的釋放能力與聲音層次感的表現非常優秀，搭配 idol K8 pro 職人行動 KTV 專業級卡拉 OK 麥克風，在音頻處理上真實又細緻，哪怕是唱得不夠專業，也可以唱給自己邊聽邊練習。另外，由於 idol K8 Pro 除了麥克風本身的聲音輸入外，還可以結合另一支麥克風或是其他音源輸入，例如說吉他或是電鋼琴 Line In，對於喜歡錄製或直播自彈自唱的朋友，就可利用這樣的功能將音源輸入到錄製或是直播設備上，讓聲音更為清晰也更方便調整，接下來就來開箱動手玩。

idol K8 HIFI 監聽級罩耳式耳機 HF01 在介紹 idol K8 pro 之前，先來聊聊 idol K8 為追求高音質的人推出 HIFI 監聽級罩耳式耳機 HF01，他除了可連結於 idol K8 Pro 麥克風，讓 KTV 的包廂唱歌效果完美展現，平常也能連接桌機、筆電、平板、手機，及各式播放器等各種具備 3.5mm耳機孔的裝置。

在耳機支架與耳罩的連結處，有標示左右聲道，「L」是左聲道（戴在左耳），「R」是右聲道（戴在右耳），正確戴上，立體聲和空間感才能真正顯現出來。

耳機是整個從頭上罩到耳朵，因此長時間戴耳機的舒適度非常重要，HF01 耳機的頭戴具有軟墊，耳罩緊貼頭部到耳朵，但非常透氣，所以戴上耳機長時間聆聽足以保持頭部到耳朵的舒適度，並能按照個人需求，多段調整頭戴的長度。

耳罩還能做到90度翻轉，在收納跟使用時，方便又靈活，而連接耳機線的音源捲��插孔位置做在左聲道。

耳罩支架到頭戴的連結處也能做到往內翻轉與左右的小角度轉動。

戴上耳機並不會有壓迫感，特別能感到其結構紮實堅韌，耳罩柔軟舒適貼合，有效濾除外界的噪聲干擾，在聆聽音樂時，深度重低音飽滿釋放，中音自然，高音清脆不刺耳，音階層次感分明，聽到重節拍的音樂時，鼓動感非常強烈，搭載 50mm的驅動單體，讓聲音的立體感與空間感呈現，高音質的音樂迴盪耳邊。

idol K8 pro 職人行動 KTV 功能更多更專業 idol K8 過去所推出的行動 KTV 麥克風涵蓋初階款到進階款，這次所推出的 idol K8 pro 在功能的建置上更專業。麥克風 LOGO 下方是電源開關，ECH 用來調整麥克風迴音效果，有原音呈現、KTV、音樂廳三種模式，VOL 則是調整音量。除了這幾個基本功能，更多了麥克風圖示的音場控制功能，往下切後會有如在劇場中唱歌的感受；R/L 提供調整不同音域的聲音平衡，這功能在有些沒有專為伴唱去除人聲的 MV 中使用非常方便，往下切到 L 時，可以將人聲降低，雖然無法全部去除，但對於唱歌來說已經非常好用了。更特別的是支援雙音源輸入功能，除了可支援雙麥克風使用外，還能讓樂器 Line In，讓錄製或直播自彈自唱時更為方便。

idol K8 pro 白色款的機身簡約俐落，在光線下透出類似「珍珠白」的光芒，光澤柔和，沒有廉價的塑膠感，非常精緻耐看。

idol K8 pro 採用 16mm 電容式鍍金振膜收音頭，音質穩定，能抗環境噪音的干擾，側邊的開口設計有效增強歌唱時的收音品質，不管在哪個角度都能接收錄到聲音。

麥克風底部的圖示讓不喜歡看說明書的用戶也易懂理解，有 Micro USB 充電接口，其他的手機圖示為用來插入3.5mm 音源線，連接手機與麥克風，耳機圖示是連接耳機，麥克風圖示是在進行雙人對唱時串接使用，視需求做不同的串接。因應時下最夯的直播趨勢，idol K8 pro 支援雙音源輸入，可以再外接吉他、電鋼琴...等樂器伴奏來直播，因此使用 idol K8 pro 搭配手機就可以透過 FB 直播或者是其他的直播平台，直接唱歌或者是自彈自唱了！

趁著上班或進行工作時邊充電，待休息時間時或下班時就能馬上唱歌。

配件簡單不累贅 1支 idol K8 pro 與罩耳式耳機 HF01 完整的配件共有 Micro USB 充電線、麥克風套、3.5mm 三環四節公對公音源線、高傳真音源捲線。

麥克風與耳機各有附使用說明書，說明書有詳細說明各裝置的連接方式，圖解清楚，另外有針對 iOS/Android/Window 版桌上型、筆記型電腦的用戶編寫歌唱軟體使用說明書。

直播自彈自唱超方便自彈自唱時使用 idol K8 pro 搭配 idol K8 HIFI 監聽級罩耳式耳機 HF01 非常方便使用，實際用來直播時，可便於快速調整樂器與歌唱聲音平衡，並且在耳機中就能非常清晰的監聽到輸出的狀況。在麥克風中有加入迴音功能，你不需要額外再添購混音機與音效機，只要將線材插好就可以開始錄音或直播。雖然功能方便好用，但一點都不會不專業，加上麥克風收音非常靈敏，所以只要輕輕唱就可以有很好的收音效果，唱再久也不會累。

分享產品介紹與自彈自唱的直播給大家，大家可以參考一下：

多種免費歌唱 APP 選擇原廠推薦數款 APP ，有天籟 K 歌、全民 K 歌、歡唱、歡歌..也可以找自己喜歡的 APP 練唱，這裡使用的是「歡唱K歌王」，目前僅支援 Android 下載。

歡唱 K 歌王的介面與分類跟 KTV 包廂內的點唱機很像，很有上 KTV 唱歌的感覺，從分類選單快速選歌，也可以自行搜尋喜歡的歌曲，不但如此，國台語歌曲都有，但 MV 來源都是 YouTube，無法去除人聲，不過優點是部分歌曲的MV字幕有歌詞放大版，能把自己唱的歌錄起來，唱完聽過一遍就知道哪裡需要加強。

行動裝置 K 歌連接連接行動裝置的單人唱法，只需要將 3.5mm三環四節公對公音源線與高傳真音源捲線，分別連接到麥克風、手機、耳機，再下載 APP，不需要做任何設定，簡易又高級的行動 KTV 從連接到完成不用2分鐘。

連接行動裝置時，MV 的音樂與麥克風的聲音會傳送至耳機，由耳機聽會很清楚自己的聲音及音準，音樂與歌聲非常清晰具有層次感，不會像在 KTV一樣，唱歌時被歌曲的音樂、迴音、同伴的聊天喧嘩聲音蓋過。

高臨場感及沉浸式的歌唱體驗戴上 HF01 罩耳式耳機唱歌，跟著原版 MV 的音樂唱歌，即使原版 MV 有原唱歌手的聲音，也不會蓋過自己唱歌的聲音，idol K8 pro 內建專業 DSP 數位混音晶片讓電容麥頭有出色的收音品質，3D立體回聲混響效果從耳機內傳送出來，給予演唱者感受沉浸式的歌唱體驗，背景音樂的大小、麥克風迴音效果、聲音的空間感與立體感，皆能隨個人喜好調整。

收納包隨提隨唱

HF01 設計一個攜帶收納包，方便攜帶又防撞。

收納包的內部空間足夠容納耳機、音源線、充電線、麥克風、麥克風套，內部有網袋供收納配件，網帶開口有魔鬼氈固定黏上，麥克風的收納袋，表面也車縫一條魔鬼氈，讓產品本體、配件不會因為移動而碰撞，出遠門時可以放心地放在行李箱。

結論：使用罩耳式耳機 HF01 真的有回不去的感覺，比小型的入耳式耳機更能享受沉浸在音樂與歌聲的感受，搭配 idol K8 pro 職人行動 KTV 的高質感外型、多種迴音效果的選擇、聲音的高還原性、細緻的音頻處理媲美 KTV 包廂歡唱的效果，並相容 iOS、Android、Windows 系統的裝置，下載歌唱 APP ，隨時都有新歌供練唱，不受地點限制，尤其在高速公路塞車時，車上的乘客用來打發無聊的等待時間，完全會忘了塞車時的不耐煩，現在又搭上直播的熱潮，完全可滿足個人的表演慾，平時未唱歌時，耳機可用來聽音樂，不會閒置，是非常實用又超值的組合。

製造商：富佳泰國際有限公司電話：027709-8797 官網：www.fp-creative.com.tw 粉專：https://www.facebook.com/fullpower.creative/

來源出處： Source 點子生活【看更多點子生活的相關文章】積木組裝的機器人居然會跳舞！ iPhone 8 居然長這樣？

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