5月19日,,高通(Qualcomm)宣布推出全新6納米工藝制程的高通驍龍778G 5G移動平臺,,加之此前聯(lián)發(fā)科(MediaTek)陸續(xù)推出的天璣900、天璣1100和天璣1200,,以及紫光展銳發(fā)布的采用臺積電6nm工藝的唐古拉T770(原型號為虎賁T7520),,一場圍繞6nm工藝爭斗的“劇情殺”,翻開了劇本的第一頁……
高手過招
“與高手過招,,才能成為真正的高手”,。
在武俠小說中,高手之間的武功對決,,第一招往往是決定成敗的關(guān)鍵,。以強凌弱大多先發(fā)制人,以雷霆之勢一舉摧毀對手,;以弱擊強則多是后發(fā)制人,,故露破綻誘敵強攻,伺機尋隙反擊,;但當兩個同級別的高手相遇時,,如何能從對方完美的防御中找出破綻才是第一個難題。
那么,,就讓我們先以時間為軸,,看看三大高手是如何出招的:
紫光展銳唐古拉T770
4月20日,,2021紫光展銳創(chuàng)見未來大會,展銳5G唐古拉系列品牌橫空出世,。根據(jù)規(guī)劃,,展銳唐古拉產(chǎn)品家族將分別擁有6、7,、8、9系四個產(chǎn)品系列,。其中,,唐古拉6系定位于5G普惠型產(chǎn)品,唐古拉7系強調(diào)產(chǎn)品體驗升級,,唐古拉8系主打性能先鋒,,唐古拉9系則代表著前沿科技。
新品牌體系下,,已規(guī)模量產(chǎn)的T7520型號更名為T770,,這也是全球首款6nm 5G芯片,已在2021年年初成功回片,,在不到150個小時內(nèi),,通過關(guān)鍵測試。搭載T770的5G終端預計2021年7月份量產(chǎn)上市,。
基于第二代馬卡魯5G技術(shù)平臺,,唐古拉T770和T760同時支持5G NR TDD+FDD載波聚合、上下行解耦,、超級上行等技術(shù),,實現(xiàn)了Sub-6GHz 5G網(wǎng)絡的全場景覆蓋增強。與沒有采用全場景覆蓋增強技術(shù)的平臺相比,,唐古拉T770和T760可提升超過100%的覆蓋范圍,,為小區(qū)近點提升60%上傳速率。
T770中的Vivimagic 6.0影像引擎是展銳自主研發(fā)的第六代影像視覺系統(tǒng),,在億級像素拍照性能,、4K@60fps編解碼能力、120Hz高幀率刷新,、HDR+顯示全新架構(gòu)上都做了全面性能優(yōu)化與提升,,例如其四核ISP處理性能就可支持高達每秒16億像素的超高分辨率拍攝。
聯(lián)發(fā)科天璣900
5月13日發(fā)布的聯(lián)發(fā)科天璣900基于6nm先進工藝制造,,采用八核CPU架構(gòu)設計,,包括2個主頻2.4GHz的Arm Cortex-A78大核和6個主頻2.0GHz的Arm Cortex-A55高能效核心,搭載Arm Mali-G68 MC4 GPU和高能效的AI處理器MediaTek第三代 APU,,支持旗艦級LPDDR5內(nèi)存和UFS 3.1存儲,,可適配120Hz屏幕刷新率,。
連接方面,天璣900集成5G調(diào)制解調(diào)器和Wi-Fi 6,。支持5G Sub-6GHz全頻段和5G雙載波聚合技術(shù),,可實現(xiàn)高達120MHz的頻譜帶寬,同時支持SA/NSA組網(wǎng),、5G雙卡雙待,、雙全網(wǎng)通和雙卡VoNR服務,結(jié)合MediaTek 5G UltraSave省電技術(shù),,可進一步降低5G通信功耗,,延長終端續(xù)航。
多媒體方面,,天璣900支持MediaTek Imagiq 5.0圖像處理技術(shù),,采用多核ISP,搭載獨家硬件級4K HDR視頻錄制引擎,,最高支持1.08億像素四攝組合,,具備INT8、INT16和FP16運算的浮點精度,,支持AI白平衡,、AI自動對焦等拍攝功能,MiraVision畫質(zhì)引擎支持HDR10+視頻播放實時畫質(zhì)增強功能,。
高通驍龍778G
除了將許多最新的頂級技術(shù)和特性引入高端智能手機,,讓下一代移動體驗能夠惠及更多消費者外,即將發(fā)布的全新榮耀50系列也將搭載驍龍778G移動平臺的消息,,同樣受到很多消費者的關(guān)注,。
驍龍778G采用6納米工藝制程,搭載的Kryo670 CPU整體性能提升高達40%,,Adreno 642L GPU的圖形渲染速度較前代平臺提升高達40%,,集成的驍龍X53 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)具備毫米波和Sub-6GHz頻段5G連接能力。此外,,通過高通FastConnect 6700移動連接系統(tǒng),,驍龍778G支持數(shù)千兆比特級的Wi-Fi 6速度(高達2.9Gbps)和4K QAM,并在5GHz和6GHz頻段支持160MHz信道,。
驍龍778G支持三ISP和單幀逐行HDR圖像傳感器,,可實現(xiàn)4K HDR10+視頻拍攝,捕捉超過10億色,。AI方面,,驍龍778G搭載的第六代高通AI引擎包括高通Hexagon? 770處理器,可帶來高達12TOPS的算力,性能較前代平臺實現(xiàn)翻番,,且每瓦特性能得到提升,。
競逐6nm平臺所為何來?
Counterpoint Research在其最新分析中預測,,聯(lián)發(fā)科和高通等手機芯片制造商將繼續(xù)主導全球智能手機AP(應用處理器)/SoC(片上系統(tǒng))芯片組市場,。該公司預計,聯(lián)發(fā)科將獲得全球芯片市場37%的份額,,但高通仍將在5G領(lǐng)域以30%的份額保持領(lǐng)先地位,。
該機構(gòu)分析認為,專用的5G芯片組正變得越來越普遍,。一旦生產(chǎn)方面的瓶頸消除,,高通公司將能在2021年下半年強勁反彈。然而,,爭奪頭把交椅的戰(zhàn)斗將變得比以往更加激烈,因為據(jù)預測,,前三名玩家在市場份額方面相互之間的差異實際上已經(jīng)很小,。
全球5G智能手機AP/SoC市場份額(%)預測 (圖自:Counterpoint)
Counterpoint的預測數(shù)據(jù)顯示,到2021年,,包括7nm,、6nm和5nm在內(nèi)的頂尖工藝制成將占智能手機出貨量的近一半,主要用于5G智能手機型號,。其中,,高通將有望以30%的份額在2021年全球5G智能手機AP/SoC市場中排名第一;蘋果以29%的市場份額緊隨其后,,聯(lián)發(fā)科的市場份額為28%,,排名第三;三星的市場份額為10%保持不變,,排名第四,;海思市場份額逐漸縮小,但還在前五,;紫光展銳的市場份額逐漸增加,,排名第六。
聯(lián)發(fā)科CEO蔡力行早在2019年便“暗示”要在6nm工藝上加大投入,,所以連續(xù)推出天璣900/1100/1200也并不奇怪,。而根據(jù)此前業(yè)界的分析,高通推6nm平臺的目的,,一是為了阻擊來自聯(lián)發(fā)科咄咄逼人的進攻,,二是此前采用的三星5nm工藝遭遇產(chǎn)能不足,其產(chǎn)量受到限制,,所以迫切希望通過6nm芯片搶奪對手在中端市場的份額,。但高通產(chǎn)品市場總監(jiān)馬曉民日前在接受媒體采訪時則表示,,選擇6nm的目的是為了擴大整體產(chǎn)能,確保能夠拿到最佳工藝制程,,保證產(chǎn)能和供應,,對于臺積電和三星不會帶任何傾向性。相關(guān)消息顯示,,驍龍778G將為榮耀,、iQOO、Motorola,、OPPO,、realme和小米即將發(fā)布的高端智能手機提供支持。
展銳同樣將宣傳的重點,,放在了唐古拉T770和T760采用的6nm EUV工藝上,。
“為什么要強調(diào)EUV?因為,只有引入EUV技術(shù)的6nm才是真正的6nm,,這項技術(shù)也將伴隨未來可能的5nm,、4nm、3nm,、2nm,、1nm一路前行?!?/p>
我們知道,,在光刻技術(shù)中,提升分辨率的途徑主要有三個:一是增加光學系統(tǒng)數(shù)值孔徑,;二是減小曝光光源波長,;三是優(yōu)化系統(tǒng)。EUV相較于DUV,,是將193nm波長的短波紫外線替換成了13.5nm的“極紫外線”,,能夠減少工藝步驟,提升良率,,使之在光刻精密圖案方面更具優(yōu)勢,。
據(jù)臺積電官方數(shù)據(jù),6nm EUV工藝相比7nm工藝晶體管密度提升了18%,,這意味著其性能提升了約18%,,或者在保持同樣晶體管數(shù)量的情況下,核心的面積可以縮小18%,,使得功耗和成本可以進一步降低,。相同的性能條件下,6nm EUV工藝在功耗上可以比7nm降低約8%。
圖片來源:臺積電
除了搶奪市場份額外,,5nm處理器功耗問題,,可能是相關(guān)廠商發(fā)力6nm工藝的另一大原因。
5nm工藝在處理器單位面積內(nèi)提供了更多的晶體管數(shù)量,,按理說能夠帶來更高的性能與更低的功耗,,但有可能因為5nm工藝技術(shù)還不夠成熟、以及對最新的A78架構(gòu)和X1大核沒有“馴服”好等原因,,使得蘋果A14,、華為麒麟9000、驍龍888都或多或少的遇到了“功耗門”問題,。
本刊此前刊發(fā)的文章《5nm處理器功耗“翻車”,,新榮耀首作V40選聯(lián)發(fā)科還是高通?》對此進行了詳細剖析,。文章指出,,從7nm跳到5nm這個過程中,所有的芯片廠商都是“摸著石頭過河”,。因此,,當出現(xiàn)一些意料之外的情況時,業(yè)界普遍對新工藝的第一代產(chǎn)品產(chǎn)生了觀望心態(tài),,轉(zhuǎn)而關(guān)注較為成熟的6nm EUV工藝,希望能在產(chǎn)品穩(wěn)定性和功耗控制上得到更好的表現(xiàn),。
不過,,即便是解決了相關(guān)的技術(shù)困擾,從去年開始的芯片缺貨問題又讓業(yè)界開始揪心,。臺積電總裁魏哲家在3月31日2021年第一季度財報電話會議上表示,,整體半導體需求依舊強勁,產(chǎn)能短缺將至2022年,。其中,,成熟制程因為新產(chǎn)能要到2023年才會開出,短缺期間更將持續(xù)到2023年,。
由于產(chǎn)能跟不上短期內(nèi)激增的需求,,因此價格上漲。某些工藝的價格甚至上漲了30-40%,,這還不算芯片設計廠商通常超過10%的額外成本,。Counterpoint預測稱,2021年價格還將上漲,。為了確保2022年的產(chǎn)能,,芯片設計廠商正在與代工廠談判,價格可能還將上漲至少10-20%。
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臺積電的資本支出和資本密集度(圖片來源:Counterpoint)
近期,,臺積電宣布將2021年的資本支出從1月份的250-280億美元上調(diào)至300億美元,,其中80%用于3/5/7納米等先進工藝,10%用于先進封裝技術(shù),,10%用于特殊技術(shù),。同樣在本次會議上,臺積電重申,,由于客戶看好半導體行業(yè)發(fā)展并承諾采購,,2021-2023年公司將斥資1000億美元擴張產(chǎn)能。這意味著2020-2025年的美元收入復合年均增長率將達到10-15%,。