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(dòng)平臺(tái)，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(tái)積電6nm工藝的唐古拉T770（原型號(hào)為虎賁T7520），一場(chǎng)圍繞6nm工藝爭(zhēng)斗的“劇情殺”，翻開了劇本的第一頁(yè)……
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(duì)決，第一招往往是決定成敗的關(guān)鍵。以強(qiáng)凌弱大多先發(fā)制人，以雷霆之勢(shì)一舉摧毀對(duì)手；以弱擊強(qiáng)則多是后發(fā)制人，故露破綻誘敵強(qiáng)攻，伺機(jī)尋隙反擊；但當(dāng)兩個(gè)同級(jí)別的高手相遇時(shí)，如何能從對(duì)方完美的防御中找出破綻才是第一個(gè)難題。
那么，就讓我們先以時(shí)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(lái)大會(huì)，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(gè)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(qiáng)調(diào)產(chǎn)品體驗(yàn)升級(jí)，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(hào)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(gè)小時(shí)內(nèi)，通過關(guān)鍵測(cè)試。搭載T770的5G終端預(yù)計(jì)2021年7月份量產(chǎn)上市。
基于第二代馬卡魯5G技術(shù)平臺(tái)，唐古拉T770和T760同時(shí)支持5G NR TDD+FDD載波聚合、上下行解耦、超級(jí)上行等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Sub-6GHz 5G網(wǎng)絡(luò)的全場(chǎng)景覆蓋增強(qiáng)。與沒有采用全場(chǎng)景覆蓋增強(qiáng)技術(shù)的平臺(tái)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(diǎn)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(jí)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(dá)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(jìn)工藝制造，采用八核CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括2個(gè)主頻2.4GHz的Arm Cortex-A78大核和6個(gè)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(jí)LPDDR5內(nèi)存和UFS 3.1存儲(chǔ)，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(shí)現(xiàn)高達(dá)120MHz的頻譜帶寬，同時(shí)支持SA/NSA組網(wǎng)、5G雙卡雙待、雙全網(wǎng)通和雙卡VoNR服務(wù)，結(jié)合MediaTek 5G UltraSave省電技術(shù)，可進(jìn)一步降低5G通信功耗，延長(zhǎng)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(dú)家硬件級(jí)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(yùn)算的浮點(diǎn)精度，支持AI白平衡、AI自動(dòng)對(duì)焦等拍攝功能，MiraVision畫質(zhì)引擎支持HDR10+視頻播放實(shí)時(shí)畫質(zhì)增強(qiáng)功能。
高通驍龍778G
除了將許多最新的頂級(jí)技術(shù)和特性引入高端智能手機(jī)，讓下一代移動(dòng)體驗(yàn)?zāi)軌蚧菁案嘞M(fèi)者外，即將發(fā)布的全新榮耀50系列也將搭載驍龍778G移動(dòng)平臺(tái)的消息，同樣受到很多消費(fèi)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(dá)40%，Adreno 642L GPU的圖形渲染速度較前代平臺(tái)提升高達(dá)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(dòng)連接系統(tǒng)，驍龍778G支持?jǐn)?shù)千兆比特級(jí)的Wi-Fi 6速度（高達(dá)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(shí)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(lái)高達(dá)12TOPS的算力，性能較前代平臺(tái)實(shí)現(xiàn)翻番，且每瓦特性能得到提升。
競(jìng)逐6nm平臺(tái)所為何來(lái)？
Counterpoint Research在其最新分析中預(yù)測(cè)，聯(lián)發(fā)科和高通等手機(jī)芯片制造商將繼續(xù)主導(dǎo)全球智能手機(jī)AP（應(yīng)用處理器）/SoC（片上系統(tǒng)）芯片組市場(chǎng)。該公司預(yù)計(jì)，聯(lián)發(fā)科將獲得全球芯片市場(chǎng)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(jī)構(gòu)分析認(rèn)為，專用的5G芯片組正變得越來(lái)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(qiáng)勁反彈。然而，爭(zhēng)奪頭把交椅的戰(zhàn)斗將變得比以往更加激烈，因?yàn)閾?jù)預(yù)測(cè)，前三名玩家在市場(chǎng)份額方面相互之間的差異實(shí)際上已經(jīng)很小。
全球5G智能手機(jī)AP/SoC市場(chǎng)份額（%）預(yù)測(cè) （圖自：Counterpoint）
Counterpoint的預(yù)測(cè)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(jī)出貨量的近一半，主要用于5G智能手機(jī)型號(hào)。其中，高通將有望以30%的份額在2021年全球5G智能手機(jī)AP/SoC市場(chǎng)中排名第一；蘋果以29%的市場(chǎng)份額緊隨其后，聯(lián)發(fā)科的市場(chǎng)份額為28%，排名第三；三星的市場(chǎng)份額為10%保持不變，排名第四；海思市場(chǎng)份額逐漸縮小，但還在前五；紫光展銳的市場(chǎng)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(tái)的目的，一是為了阻擊來(lái)自聯(lián)發(fā)科咄咄逼人的進(jìn)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(duì)手在中端市場(chǎng)的份額。但高通產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)馬曉民日前在接受媒體采訪時(shí)則表示，選擇6nm的目的是為了擴(kuò)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(yīng)，對(duì)于臺(tái)積電和三星不會(huì)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(jī)提供支持。
展銳同樣將宣傳的重點(diǎn)，放在了唐古拉T770和T760采用的6nm EUV工藝上。
“為什么要強(qiáng)調(diào)EUV?因?yàn)椋挥幸隕UV技術(shù)的6nm才是真正的6nm，這項(xiàng)技術(shù)也將伴隨未來(lái)可能的5nm、4nm、3nm、2nm、1nm一路前行。”
我們知道，在光刻技術(shù)中，提升分辨率的途徑主要有三個(gè)：一是增加光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑；二是減小曝光光源波長(zhǎng)；三是優(yōu)化系統(tǒng)。EUV相較于DUV，是將193nm波長(zhǎng)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(shì)。
據(jù)臺(tái)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(jìn)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(lái)源：臺(tái)積電
除了搶奪市場(chǎng)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(lái)更高的性能與更低的功耗，但有可能因?yàn)?nm工藝技術(shù)還不夠成熟、以及對(duì)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(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)剖析。文章指出，從7nm跳到5nm這個(gè)過程中，所有的芯片廠商都是“摸著石頭過河”。因此，當(dāng)出現(xiàn)一些意料之外的情況時(shí)，業(yè)界普遍對(duì)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(tái)積電總裁魏哲家在3月31日2021年第一季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示，整體半導(dǎo)體需求依舊強(qiáng)勁，產(chǎn)能短缺將至2022年。其中，成熟制程因?yàn)樾庐a(chǎn)能要到2023年才會(huì)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(jià)格上漲。某些工藝的價(jià)格甚至上漲了30-40%，這還不算芯片設(shè)計(jì)廠商通常超過10%的額外成本。Counterpoint預(yù)測(cè)稱，2021年價(jià)格還將上漲。為了確保2022年的產(chǎn)能，芯片設(shè)計(jì)廠商正在與代工廠談判，價(jià)格可能還將上漲至少10-20%。
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臺(tái)積電的資本支出和資本密集度（圖片來(lái)源：Counterpoint）
近期，臺(tái)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(jìn)工藝，10%用于先進(jìn)封裝技術(shù)，10%用于特殊技術(shù)。同樣在本次會(huì)議上，臺(tái)積電重申，由于客戶看好半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展并承諾采購(gòu)，2021-2023年公司將斥資1000億美元擴(kuò)張產(chǎn)能。這意味著2020-2025年的美元收入復(fù)合年均增長(zhǎng)率將達(dá)到10-15%。
