受限于產品的功耗或體積等因素,智能手機芯片廠商在采用先進制程方面表現得極為積極。近一年,包括14 與16 納米的智能手機SoC 才剛剛問世,如高通的驍龍820、驍龍625、聯發科的Helio X20 等,目前這些還屬于旗艦級手機的標準配備時,相關業者已經在考慮10 納米制程的進展了。根據幾家主流手機芯片大廠近期發布的消息,如果不出意外,2017 年智能手機芯片就將進入10 納米時代。而這一發展也必將再次影響全球智能手機芯片業的經營生態。
10 納米將成為手機芯片下一波主戰場
先進制程當前正成為智能手機芯片廠商比實力的戰場,只要能夠擠入門檻的玩家,都在不斷推出采用最先進制程的產品。在14 及16 納米關鍵點之后,10 納米顯然成為幾家智能手機芯片企業下一波的競爭焦點。
蘋果的iPhone 芯片在先進制程采用上一直領先其他競爭者。日前消息報出,蘋果已經做出決定,其最新的A11 應用處理器將采用臺積電10 納米生產,預計2016 年年底前可完成設計,最快將于2017 年第2 季開始小規模生產,第3 季可望正式進入量產。蘋果2016 年下半年即將推出的iPhone 7 采用的是A10 處理器。該芯片2016 年3 月開始即在臺積電以16 納米制程進行投片。
除蘋果之外,其他手機芯片廠商在10 納米的制程爭奪上也不惶多讓。聯發科2016 年3 月才剛剛正式推出旗艦產品Helio X20 ,網上就傳出下一代旗艦產品X30 的技術細節。除繼續維持10 核設計( 2 個2.8GHz 的A7x 內核、4 個2.2GHz A5 內核+4 個2GHz A35 內核)之外,將采用臺積電的10 納米FinFET 技術生產。日前,聯發科共同營運長朱尚祖在Computex 的展前記者會上,聯發科也進一步發表相關先進制程的策略。
至于在高通方面,迄今雖然沒有明確表示其新一代手機芯片的制程進展情況。但是,自從驍龍820 推出并于2016 年陸續出貨后,外界普遍對其評價不錯,高通同樣在驍龍625 中采用14 納米制程,可見其對先進制程的重視。近期有消息指出,2016 年年底高通可能發布驍龍823 ,將采用最新10 納米制程,該產品正式上市的時間將在2017 年。
此外,近期ARM 針對全球發表了新一款高階移動處理器內核,包含Cortex-A73 CPU 與Mali-G71GPU 。ARM 全球執行長Simon Segars 在接受媒體訪問時表示,如果采用10 納米FinTFT 技術,Cortex-A73 的核心面積小于0.54 平方毫米,在持續運算與功耗效率方面,則比Cortex-A72 提升30% 。迄今為止,已有海思半導體、聯發科技等10 家合作伙伴獲得Cortex-A73 授權。Cortex-A73 的發布顯示,智能手機芯片將加速進入10 納米時代。至于臺積電,也于近期頻頻發布10 納米制程的消息,在臺積電2015 年股東會報告中表示,2015 年已完成10 納米的技術驗證,預計于2016 年進入量產。 功耗與效能推動10 納米制程的發展
智能手機芯片廠商之所以如此積極采用10 納米制程,事實上是有著技術上的迫切需求。展訊表示,一般而言,不同的芯片制程將導致芯片性能變化,制程越小,單位面積上可以集成的芯片越多,芯片性能將提升,同樣更小的芯片制程也意味著功耗的降低。
由于智能手機對耗能以及尺寸上的苛求,都決定產品能否在移動設備中得到應用。而先進制程是降低產品功耗、縮小尺寸的重要手段。讓高階芯片更輕薄省電,將有助于提升手機廠商的產品均價與競爭力。
另外,現在手機芯片廠商普遍開始重視高階市場。只有搶占高階市場,才有可能享受更高的利潤。2016 年2 月份的MWC 上,展訊推出了首款64 位八核LTE平臺處理器SC9860 ,就是針對這方面的考慮。
手機芯片將成為大者恒大的游戲
隨著先進制程的演進,主流手機芯片廠商對先進制程關鍵點的持續跟進,對整個產業鏈也將形成更大挑戰。有研究機構指出。先進制程關鍵點的NRE 費用(一次性工程費用)急劇攀升,只有透過擴大銷量才能分攤前期成本。有關單位評估,研發一顆16 納米的芯片需要投入15 億美元,必須銷售3,000 萬顆才能收回成本。
除此之外,受限于制程,技術挑戰將越來越大。芯片設計團隊必須對芯片制造過程有深入的了解,要求芯片設計與制造與IP 等廠商緊密結合,這也將拉高設計成本。
以上的種種限制與挑戰,這意味著能夠跟上這個節奏的廠商將越來越少。日前,英特爾宣布退出移動處理器領域,美國IC 設計大廠Marvell 也于2015 年退出了智能手機芯片市場,就顯示出智能手機芯片行業的競爭日益嚴酷,未來智能手機芯片必將成為少數人的游戲。
Simon Segars 在Cortex A-73 發表的時候也承認,隨著制程關鍵點的演進,對跟進的廠商將形成更大挑戰。不過他也強調,隨著大規模的應用發生,也將使成本降低。另外,從目前智能手機芯片行業的發展態勢來看,能夠跟得上這個發展的廠商,只有蘋果、聯發科、高通、三星、展訊、海思等少數幾家企業。當10 納米以至7 納米時代真正到來之際,又能有哪幾家廠商在這個市場生存下來?這將考驗從業者的智能。