手機晶片 10 奈米時代即將來臨

作者 | 發布日期 2016 年 06 月 20 日 11:11 | 分類 Apple , Samsung , 手機 follow us in feedly

受限於產品的功耗或體積等因素,智慧手機晶片廠商在採用先進製程方面表現得極為積極。近一年,包括 14 與 16 奈米的智慧手機 SoC 才剛剛問世,如高通的驍龍 820、驍龍 625、聯發科的 Helio X20 等,目前這些還屬於旗艦級手機的標準配備時,相關業者已經在考慮 10 奈米製程的進展了。根據幾家主流手機晶片大廠近期發布的消息,如果不出意外,2017 年智慧手機晶片就將進入 10 奈米時代。而這一發展也必將再次影響全球智慧手機晶片業的經營生態。




10 奈米將成為手機晶片下一波主戰場

先進製程當前正成為智慧手機晶片廠商比實力的戰場,只要能夠擠入門檻的玩家,都在不斷推出採用最先進製程的產品。在 14 及 16 奈米關鍵點之後,10 奈米顯然成為幾家智慧手機晶片企業下一波的競爭焦點。

蘋果的 iPhone 晶片在先進製程採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 應用處理器將採用台積電 10 奈米生產,預計 2016 年年底前可完成設計,最快將於 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 採用的是 A10 處理器。該晶片 2016 年 3 月開始即在台積電以 16 奈米製程進行投片。

除蘋果之外,其他手機晶片廠商在 10 奈米的製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,將採用台積電的 10 奈米 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製程的策略。

至於在高通方面,迄今雖然沒有明確表示其新一代手機晶片的製程進展情況。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 中採用 14 奈米製程,可見其對先進製程的重視。近期有消息指出,2016 年年底高通可能發布驍龍 823 ,將採用最新 10 奈米製程,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行動處理器內核,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,如果採用 10 奈米 FinTFT 技術,Cortex-A73 的核心面積小於 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 家合作夥伴獲得 Cortex-A73 授權。Cortex-A73 的發布顯示,智慧手機晶片將加速進入 10 奈米時代。至於台積電,也於近期頻頻發布 10 奈米製程的消息,在台積電 2015 年股東會報告中表示,2015 年已完成10 奈米的技術驗證,預計於 2016 年進入量產。

 

功耗與效能推動 10 奈米製程的發展

智慧手機晶片廠商之所以如此積極採用 10 奈米製程,事實上是有著技術上的迫切需求。展訊表示,一般而言,不同的晶片製程將導致晶片性能變化,製程越小,單位面積上可以集成的晶片越多,晶片性能將提升,同樣更小的晶片製程也意味著功耗的降低。

由於智慧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。而先進製程是降低產品功耗、縮小尺寸的重要手段。讓高階晶片更輕薄省電,將有助於提升手機廠商的產品均價與競爭力。

另外,現在手機晶片廠商普遍開始重視高階市場。只有搶佔高階市場,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。

 

手機晶片將成為大者恆大的遊戲

隨著先進製程的演進,主流手機晶片廠商對先進製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。先進製程關鍵點的 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 奈米的晶片需要投入 15 億美元,必須銷售 3,000 萬顆才能收回成本。

除此之外,受限於製程,技術挑戰將越來越大。晶片設計團隊必須對晶片製造過程有深入的了解,要求晶片設計與製造與 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,英特爾宣布退出行動處理器領域,美國 IC 設計大廠 Marvell 也於 2015 年退出了智慧手機晶片市場,就顯示出智慧手機晶片行業的競爭日益嚴酷,未來智慧手機晶片必將成為少數人的遊戲。

Simon Segars 在 Cortex A-73 發表的時候也承認,隨著製程關鍵點的演進,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,從目前智慧手機晶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 奈米以至 7 奈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。

(首圖來源:聯發科官網) 

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