摘 要： 結合近年來MID產品需求的快速增長，分析了目前ARM處理器在MID領域的應用。詳細介紹了國內主要的ARM處理器設計公司，以及在互聯網云技術發展熱潮下，MID產品的核芯ARM處理器在我國發展優勢及趨勢。
關鍵詞： MID；ARM處理器；IC公司；中國微電子；芯片設計
MID（Mobile Internet Device）是Intel公司在2008年IDF大會上推出的一種新概念迷你筆記本電腦。目前MID主要涵蓋智能手機和平板等移動互聯網接入設備。隨著人們對智能化生活要求的不斷提高，近年來，移動互聯網設備MID得到了飛速發展。2011年智能手機全球出貨量為4.88億部，同比增長63%，已經超過了個人電腦的全年銷售量。同時，另一主要MID設備平板電腦也得到井噴式發展，2011年全年出貨量約為6 000萬部，同比增長274%。其中，70%是蘋果公司的ipad，僅2011年第四季度，ipad銷量為1 540萬臺，超過全球最大PC公司惠普同期1 510萬的個人電腦銷量。
而MID設備的高速發展，是依賴于ARM處理器作為硬件核芯的發展。ARM公司成立于1991年英國劍橋，通過出售芯片設計技術授權，是目前全球最大的RISC芯片IP設計商，隨著MID設備近半年來爆炸式增長，ARM合作伙伴年出貨量已達百億。ARM公司是專門從事基于RISC芯片技術開發的設計公司，ARM公司作為IP提供商，本身并不生產芯片，而靠轉讓許可技術由合作公司生產各具特色的芯片。全球合作伙伴從ARM公司購買其設計的微處理器核，根據各自應用不同，加入不同的外圍電路，設計出符合自己市場需要的微處理器核。
而近年來隨著智能手機、平板等MID的快速發展，ARM芯片的制程及更新速度，已經超過了摩爾定理芯片發展速度。
1 ARM發展
隨著MID產品功能的豐富，使得ARM嵌入式處理器飛速發展，而ARM處理器的發展已經改變了傳統嵌入式的概念，ARM架構成為與x86架構、power架構等相競爭的硬件結構[1]。
自1983年開始到目前為止，ARM內核共有ARM1、ARM2、ARM6、ARM7、ARM9、ARM10、ARM11和Cortex以及對應的修改版或增強版，隨著內核版本的增強，其初始頻率越高、架構越先進、功能也越強。應用于MID領域的ARM處理器內核，有早期的ARM9、ARM11核芯，但其相對性能較弱，漸漸不能滿足目前MID軟件系統的需求。目前主要有Cortex A5、A8、A9、A15核芯，以及基于以上架構的MPCore多核架構硬件核芯[2]。ARM在國際上主要的制造設計伙伴包括德儀、高通、英偉達、邁威科技、意法愛立信、三星、瑞薩、飛思卡爾等，他們的最新處理器大多為40 nm或28 nm、雙核或者四核芯產品。主要ARM內核及性能如表1所示。
MID數字互聯網的多媒體應用，要求ARM處理器不僅要有高性能的處理核芯，同時要集成優秀的顯示核芯。目前市場上顯示核芯主要有高通（Qualcomm）的Adreno系列、Imagination的PowerVR系列、博通（Broadcom）的BCM系列、英偉達（NVIDIA）的GeForce ULV系列及ARM的mali系列等。ARM處理器顯示核芯如表2所示。
2 國內ARM的發展
與國際上發展相比，國內ARM芯片主要的IC公司還有一些差距，這些差距主要是芯片設計經驗的不足、市場認知度不高，使得相關產品在國際市場競爭中相對落后。盡管如此，2011年，國內MID廠商芯片出貨量也超過了千萬片。據統計，2011年中國平板/MID終端出貨1 200萬臺，芯片出貨1 400萬片，7英寸產品和出口占80%以上。隨著技術成熟和用戶體驗提升，整機成本（不含稅）降到65美元（7英寸電容屏CPU為1 GB，緩存為512 MB，閃存為8 GB），零售價降到99美元內。市場將迅速增長，預計2012年，中國平板/MID出貨將超過2 500萬臺[3]。
目前就ARM公司官方網站顯示，其全球合作伙伴總數約為800家，而中國國內合作伙伴數約為70家[4]，其業務范圍包括ARM在各個領域的應用，其中國內主要的設計伙伴包括威盛、瑞芯微、盈方微、全志、晶晨、華為海思、聯發科、新岸線等，他們都有著巨大的發展潛力[5-6]（表3中，Telechip是韓國公司，君正產品是基于MIPS架構的）。
2.1 威盛（VIA）
威盛成立于1992年，位于我國臺灣新北市，早期從事系統芯片組開發，自從收購了Cyrix之后，開始從事X86架構CPU的設計，先后推出了多款處理器，雖然性能無法與第一、第二名的Intel和AMD抗衡，但是其特長在于低功耗，因此得以在某些特殊領域的市場上站住了腳跟。X86架構CPU設計經驗也為其積累了豐富的IC設計經驗。
近年來，威盛主要產品是基于ARM9的8500處理器以及ARM11的8650處理器。在威盛目前尚未推出新的產品情況下，其市場地位處于下降的趨勢。目前，威盛若能足夠重視，并能及時推出符合市場主流的新產品，憑借其多年來的設計經驗及市場影響力，具有與國際頂尖ARM芯片公司爭雄的實力。
2.2 瑞芯微（Rockchips）
位于福建福州市，成立于2001年，早年通過設計傳統MP4芯片起家，首款智能ARM芯片是基于ARM9內核的RK28系列，這款產品不僅是瑞芯微由傳統MP4芯片商向智能MID芯片設計商過渡的產品，也是國內MP4向平板過渡的關鍵產品。但搭載了Android系統的RK28系列產品由于ARM9天生性能不足，使國內平板產品并未被國內主流市場認同。2011年初，跨越了ARM11，瑞芯微推出了基于ARM Cortex A8內核的RK29系列芯片，相關產品在2011年下半年大量上市。同時，瑞芯微推出了SDK優化界面，使得RK29系列平板產品成為國內最受歡迎的產品。
2012年2月29日，瑞芯微又正式發布了該公司下一代、基于ARM Cortex A9雙核架構、低成本Android平板電腦解決方案——RK30xx平臺，其相關產品已于近期上市。不僅如此，2012年第二季度，瑞芯微還發布了低功耗單核心Cortex A9平臺RK31xx，2012年底或2013年初旗艦級的四核心Cortex A9 RK32xx也即將發布。這些產品的發布，將確立瑞芯微作為國內ARM設計商的領導地位。
2.3 盈方微（infotmic）
位于上海市，成立于2008年，2010年5月8日推出了自己的第一款芯片產品——基于ARM11架構的IMAPx200系列產品，并于2010年下半年在國美飛觸上成功應用。基于IMAPx200系列芯片，盈方微開發的相關MID產品，其市場認知度不斷提高。
2012年上半年，盈方微剛剛推出了基于低功耗雙核Cortex A5的iMAPx820處理器，其應用于智能手機具有高性能低功耗的優點，使未來低端Android智能手機流暢運行成為可能；下半年，盈方微還會推出基于Cortex A9內核的雙核產品。盡管成立較晚，憑借其嚴謹高效的精神，盈方微具有成為國內ARM芯片設計商領導者的潛質。
2.4 全志科技
位于廣東珠海，成立于2007年，主要產品是基于ARM Cortex A8內核的全志A10，2011年下半年其批量上市，借助其眾核和高清解碼的優勢，以及1.5 GHz高動態主頻，在國內市場異軍突起，成為當時最優秀的國產平板解決方案之一。
2012年，全志科技又推出精簡版的A13方案，采用Cortex A8內核，簡化了高清解碼及HDMI接口等，通過簡化芯片降低成本，意在搶占低端平板市場。2012年年底全志將首先推出基于A7架構的四核處理器。隨著全志科技產品的不斷豐富，市場占有率不斷提高，其將成為國內最主要的ARM處理器設計商。
2.5 晶晨（Amlogic）
總部設在加利福尼亞的圣克拉拉，主要研發中心位于上海，成立于2001年，早先從事數字電視、數碼相框、家庭媒體中心和機頂盒的芯片解決方案，2010年11月15日，在國內率先推出基于ARM Cortex A9的8726-M芯片。在2011年上半年，以平板藍魔W10為首的相關平板產品，在國內熱銷。
2012年，晶晨發布了基于ARM Cortex A9雙核架構的8726-MX芯片。這款產品的推出將成為今年第二、三季度國產平板方案市場上與瑞芯微RK3066相抗衡的產品，將奠定晶晨作為國產ARM設計商領導者的地位。
2.6 聯發科技股份有限公司（MTK）
位于臺灣新竹市，成立于1997年，是全球第七大IC設計公司，早期推出的廉價手機方案，因通過提供成熟的手機解決方案，成為國內手機最大的方案提供商。隨著智能手機的發展，在2009年巴塞羅那全球移動世界大會上，推出了首款MT6515智能平臺，早先用于微軟移動平臺。2010年7月12日，MTK正式加入谷歌發起的開放手機聯盟，2011年又推出了基于ARM11內核的MT6573智能手機平臺。
2012年2月13日，MTK發布了基于ARM Cortex A9內核的MT6573智能手機平臺，6月27日又在北京發布了其基于A9雙核的MT6577智能平臺芯片組。2013年基于A7四核的MT6588處理器也將上市。憑借其成熟手機解決方案，將鞏固其廉價智能手機方案領導者地位。
2.7 華為海思
海思總部位于深圳，成立于2004年10月，前身是創建于1991年的華為IC設計中心。2009年，為與聯發科MT6515在低端智能手機方案競爭，推出了基于ARM9架構的海思K3 Hi3611處理器。
在2012年巴塞羅那全球移動世界大會上，華為發布了旗下Ascend D系列三款手機，其中兩款采用基于ARM Cortex A9四核的海思K3V2處理器，該處理器代表了目前世界最先進水平。作為中國科技企業的優秀代表，華為承載著將中國品牌推向世界的重任，華為海思將借此成為比肩世界巨頭的ARM芯片設計商。
2.8 新岸線（Nufront）
2004年在北京創立，公司核心是一批留美資深IT專家，是ARM全球7家“leading Partner”中唯一一家中國大陸本土公司。2010年9月在北京發布了其首款基于ARM Cortex A9雙核的NuSmart2816處理器，其主頻高達2.0 GHz。NuSmart2816也是國內第一款ARM雙核處理器，由于市場推廣不足等原因，并未大量出現采用其核心的MID產品。
2012年2月13日，在原有基礎上又發布了低功耗的NuSmart2816M處理器，相關MID產品將于近期上市。在 2012年四月份的香港春季電子展上，又推出了其第三代A9雙核產品NS115。在國家支持之下新岸線未來將具有廣闊的發展空間。
3 發展趨勢
1981年8月12日，IBM的5150個人電腦上市，標志著PC時代的開始。經歷了30個年頭的發展，2011年全球PC出貨量達到了3.528億，但增長僅為0.5%，而2011年智能手機全球出貨量已經首次超過PC。2012年將是后PC時代的元年。
新的紀元里，MID產品將替代PC成為伴隨人們日常生活應用、成為最主要的電子設備。隨著互聯網技術的發展，未來云技術將改變人們的生活，作為承載未來互聯網云技術應用端的主要硬件，MID產品將因此得到更大的應用與發展。
ARM處理器經過多年來的快速發展，已成為MID設備控制核心的首選。
對于微電子行業的發展，在國家《集成電路產業“十二五”發展規劃》中，提出了大力發展芯片設計行業，同時，培育5～10家銷售收入超過20億元的骨干設計企業，1家進入全球設計企業前10位。
ARM處理器行業將成為未來我國集成電路芯片設計行業的發展核心。隨著市場的漸漸成熟，未來會有更多公司進入這個行業，而之后行業也將面臨重新洗牌。
隨著互聯網云技術發展熱潮，便攜手持MID設備市場也將廣泛增長。中國作為快速發展的經濟體，將成為MID最大的生產地及消費市場。MID的核心器件ARM處理器，也將再次快速發展。ARM處理器，不僅可應用于手機、平板等MID產品中，在智能家電、智能電視等云技術應用端都會有廣泛的應用。
參考文獻
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[3] 2011年中國平板/MID終端出貨1 200萬臺[EB/OL]．[2011-12-23].半導體應用聯盟http：//www.csau.com/.
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[6] 吳愛國，劉林山.嵌入式應用面臨的挑戰與ARM嵌入式微處理器發展現狀[J].組合機床與自動化加工技術，2004（9）：1-3.