手機芯片趨勢：10納米時代

    受限於產品的功耗體積等因素的困撓，智能手機芯片廠商在采用先進工藝方麵表現得極為積極，14/16納米智能手機SoC剛剛麵世，如驍龍820、驍龍625、SC9860等，仍然屬於旗艦級手機的頂端配置，相關業者就已經在考慮10納米工藝的工作了。

 

    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。而這一動態也必將再次影響全球智能手機芯片業的運行生態。

 

    10納米已成下一波競爭焦點

 

    先進工藝正在成為智能手機芯片廠商比拚自身實力的陣地，隻要能夠擠入門檻的玩家都在不斷推出采用最先進工藝的產品。在14/16納米節點之後，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iphoness芯片在先進工藝采用上一直領跑行業。近日消息報出，蘋果已經做出決定，其最新的A11應用處理器將采用台積電10納米生產，預計今年年底前可完成設計，最快將於2017年第二季度開始小規模生產，第三季度可望正式進入量產。蘋果2016年下半年即將推出的iphoness 7采用的是A10處理器。該芯片今年3月開始即在台積電以16納米工藝進行投片。

 

    除蘋果公司之外，其他手機芯片廠商在10納米的工藝爭奪上也決不落後。聯發科今年3月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 A53內核+4個2GHz A35內核)，生產將采用台積電的10納米FinFET技術。近日，聯發科共同營運長朱尚祖在“台北國際電腦展(Computex)”的展前記者會上進一步強調了將緊跟先進工藝的策略。

 

    高通方麵迄今雖然沒有明確表示其新一代手機芯片的工藝進展情況。但是，自從驍龍820推出並於2016年陸續出貨後，外界普遍對其評價不錯，高通同樣在驍龍625中采用14納米工藝，可見其對先進工藝的重視。近期有消息指出，今年年底高通可能發布驍龍823，將采用最新10納米工藝，該產品正式推上市場的時間將在2017年。

 

    此外，近斯ARM麵向全球發布了新一款高端移動處理器內核，包含Cortex-A73 CPU與Mali-G71GPU。ARM全球首席執行官Simon Segars在接受記者采訪時表示，如果采用10納米FinTFT技術，Cortex-A73的核心麵積小於0.54平方毫米，在持續運算與功耗銷率方麵，則比Cortex-A72提升30%。

 

    迄今為止，已有海思半導體、聯發科技等十家合作夥伴獲得 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。Simon Segars預計，智能手機芯片較大範圍采用10納米工藝將在2017年即可實現。至於台積電，也於近期頻頻發布10納米工藝的消息，台積電在2015年年報中表示，2015年已完成10納米的技術驗證，預計於2016年進入量產。

 

    手機芯片將是少數人的遊戲

 

    首先需要承認，智能手機芯片廠商之所以如此積極采用10納米工藝，有著技術上的迫切需求。展訊副總載康一在接受記者采訪時表示，一般而言，不同的芯片製程工藝將導致芯片性能變化，製程越小，單位麵積上可以集成的芯片越多，芯片性能將提升，同樣更小的芯片製程也意味著功耗的降低。

 

    由於智能手機對能耗以及尺寸上的苛求，是否具備低功耗，甚至超低功耗設計技術和能力將決定產品能否在移動設備中得到應用。而先進工藝是降低產品功耗、縮小尺寸的重要手段。讓高端芯片更輕薄省電，將有助於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端市場。隻有搶占高端市場，才有可能享受更高的利潤。今年2月份的MWC上，展訊推出了首款64位八核LTE平台處理器SC9860，就有這方麵的考慮。

 

    “可以看到，展訊之前的產品一直麵向中低端市場，而現在午夜福利视频一区也開始向中高端市場發力。”展訊通信董事長兼首席執行官李力遊博士表示，“從28納米到16納米再到以後，是產品從低端到高端的過程，也就是展訊營收不斷增長的過程。”根據相關的消息，在工藝方麵，展訊有可能跳過10納米，直接進入7納米的先進工藝。

 

    隨著先進製程的演進，主流手機芯片廠商對先進節點的持續不懈跟進，對整個產業鏈也將形成更大挑戰。根據清華微電子所教授魏少軍的介紹：“先進工藝節點的NRE費用(一次性工程費用)急劇攀升，隻有通過擴大銷量才能分攤前期成本。有估計認為，研發一顆16納米的芯片需要投入15億美元，必須銷售3000萬顆才能收回成本。”

 

    除此之外，受限於工藝，技術挑戰將越來越大，芯片設計團隊必須對芯片製造過程有深入的了解，要求芯片設計與製造與IP等廠商緊密結合，這也將拉高設計成本。

 

    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也於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。

 

    智能手機芯片必將成為少數人的遊戲。Simon Segars在CortexA-73發布的時候也承認，隨著工藝節點的演進，對跟進的廠商將形成更大挑戰。但他也強調，隨著大規模的應用發生，也將使成本降低。

 

    不過，從目前智能手機芯片行業的發展態勢來看，能夠跟得上這個節奏的廠商，隻有蘋果、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慧。