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4nm之年:联发科的抢局,与高通的背水一战

4nm之年:联发科的抢局,与高通的背水一战

4nm普遍被看作5nm→3nm发展的过渡之作。对台积电而言的确如此,N4属于N5工艺的同代延伸,用以填补N5和N3之间的市场空白...

从Counterpoint Research发布2021 Q3的智能手机应用处理器(AP SoC)市场报告来看,基于出货量数据,联发科市场份额达到了40%。前不久的天玑9000发布会上,联发科也提到了类似的数据。RGCesmc

虽说观察季度环比变化,联发科的市场份额相比Q2是小有下降的,但从更广的时间跨度来看:2020 Q2,智能手机AP SoC市场上联发科的份额还只有30%,略低于高通的31%;跨过5个季度之后,联发科吃下的市场还是相当出人意料。RGCesmc

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来源:Counterpoint ResearchRGCesmc

其他市场参与者这一季度的表现包括,高通的市场份额为27%:实际上高通在这一市场上更多的是止步不前;而且单就高通的季报来看,高通在手机AP SoC市场的表现也还算不错。与此同时,海思、三星丢掉的市场不少。另一个市场增量不可小觑的力量是紫光展锐:2020 Q2的市场份额仅有4%,到2021 Q3已经来到了10%。前不久中国(上海)集成电路创新峰会的存储技术论坛上,展锐在问答环节也给出了类似的数据,还是让我们颇为惊讶的。RGCesmc

这一市场高通与联发科的两强争霸局面已经形成,只不过新的一年对高通而言可能会更加艰难。RGCesmc

4nm之年,高通的背水一战

如此前2nm工艺时代,台积电的优势在否?一文所述,由于3nm工艺节点的集体延后,今年是几乎无望看到3nm芯片问世的——包括iPhone 14也赶不上3nm量产。最早上市的3nm芯片需要等到明年一季度。所以2022年的尖端工艺,将以4nm为主。RGCesmc

抛开Intel 4(原Intel的7nm工艺)有望在今年下半年问世不说,4nm的主流制造技术仍然来自三星和台积电。但即便都叫4nm,两者的技术也还是存在较大差异的。RGCesmc

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4nm普遍被看作5nm→3nm发展的过渡之作。对台积电而言的确如此,N4属于N5工艺的同代延伸,用以填补N5和N3之间的市场空白。RGCesmc

但对三星Foundry而言就不是这样了:三星的工艺路线图上可明确看到,4LPE乃是7LPP的完整工艺迭代;很多人不知道的是,5LPE才是三星的过渡工艺。因为三星4nm工艺是确确实实存在晶体管的pitch scaling的,虽然变化算不上很大。RGCesmc

但由于三星在5nm节点上的显著落后,即便在4nm节点上做了pitch scaling,外加scaling booster,也难以在实际的性能与功耗表现上和台积电4nm工艺相较。这一点从极客湾已公开的联发科天玑9000 vs. 高通骁龙8 Gen 1测试数据就能看得出来。高通今年的手机芯片旗舰骁龙8 Gen 1在能效表现上很不理想,这与三星4nm工艺有相当大的关系。RGCesmc

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来源:极客湾RGCesmc

这给高通手机SoC芯片新一年的发展埋下了隐患。SemiAnalysis前不久刚结了台积电尖端工艺的客户关系,其中提到苹果、联发科、AMD与台积电合作密切,享受的供应链待遇也更为与众不同;而英伟达、高通这类客户更倾向于采用多供应商的思路。这个思路本身没什么问题,但这两年高通将骁龙800系列旗舰芯片制造也全面转向了三星foundry,被业界认为是走错的重要一步。虽然可能三星方面也给出了一些优惠政策。RGCesmc

不过上个月“手机晶片达人”消息传出,台积电已经投片N4工艺的骁龙8 Gen 2,预计会在2022年年中量产出货。骁龙8 Gen 2在设计上预计会是Gen 1的改款,未知是否会对现状造成扭转。只是在此之前,高通的日子预计会很不好过。RGCesmc

不过在应用处理器SoC方面,高通仍有个杀手锏尚未使出,即2021年收购完成的Nuvia。Nuvia的CPU IP被认为是有机会与苹果一战的重要技术资产。不过Nuvia的成果转化最早也需要等到2023年。这就让高通2022年一整年可能都会相对被动。RGCesmc

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但高通也有自己的优势项,除了像Adreno GPU绝对性能彪悍之类的技术强项,5G技术是其另一个强项。同样是Counterpoint Research的数据,高通在智能手机5G基带市场上的份额为62%。当然这和iPhone 13系列系数采用高通5G modem芯片也有很大的关系。RGCesmc

联发科争抢高端市场的绝佳时机

实际上Counterpoint的分析师认为,高通的双foundry策略为其带来了营收方面9%的季度同比增长。与此同时,我们此前多次提到过高通在5G手机市场上有着从5G Modem到Antenna端到端完整解决方案的先发优势。RGCesmc

另外在品牌认知上,高通骁龙多年以来都是手机市场“高端”和“旗舰”的代名词,这也是很难在一朝一夕间发生扭转的。前文给出的市场份额数据特指的是出货量(shipments),而非销售额。RGCesmc

援引Strategy Analytics的数据,从营收的角度来看,2021 Q3全球智能手机应用处理器市场规模达到了83亿美元,同比增长17%。占据第一的仍然是高通,其营收占比为34%;第二是苹果,占比28%;第三才是联发科,27%。RGCesmc

Strategy Analytics在报告中提到,高通、联发科和展锐在出货量和营收方面都实现了两位数的增长。对高通和联发科而言,海思的离开是增长主因;对展锐而言,其3G、4G应用处理器出货量涨势显著——荣耀、Realme、摩托罗拉甚至三星Galaxy A系列现在都能看到展锐芯片的身影。RGCesmc

与此同时,高通骁龙888/888+虽然口碑不算很好,但仍然是2021 Q3卖得最好的旗舰级手机应用处理器。可见高端市场被高通占据仍是不争的事实。RGCesmc

在海思因为众所周知的原因不得不暂离这一市场之外,手机SoC面临洗牌。联发科前不久在全球及中国市场分别召开发布会,以前所未有的宣传攻势热推天玑9000芯片——这是睽违多年以来,联发科终于又打算重回手机旗舰芯片领域争夺战的开局。RGCesmc

此前的天玑9000分析文章里,我们就提到过这颗芯片对于联发科而言意味着什么。在出货量逐渐占据领先,而且如前所述在旗舰市场上,未来半年到一年的时间(4nm之年)都将是高通弱势的重要时间窗口,恰是联发科趁势抢攻高端智能手机市场的机会。RGCesmc

联发科近两年在市场和技术方面的投入力度都是前所未见的,包括在AI、图形计算5G等方面,比如在GPU IP尚未准备就绪之际,就已经在和腾讯游戏、Arm等伙伴合作共推移动平台的光线追踪标准;以及更早在天玑9000布局5G R16的特性等等。这些都是联发科意欲扩大市场的技术准备。RGCesmc

这不由让人联想到2015年前后,联发科曾期望藉由Helio X系列产品走向高端的尝试,但并未获得实质上的成功。天玑9000此刻对联发科而言也肩负了意义非凡的重要使命。起码在与骁龙8 Gen 1的先头宣传攻势里,联发科在数码产品爱好者市场上是奠定了相当的口碑的。RGCesmc

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明年竞争格局的变数

预计到2023年,高通的高端与旗舰系列手机AP SoC将全面转向台积电。所以今年对联发科抢占高端市场而言就显得格外重要。另一个更具挑战性的事实是:Nuvia的技术成果很快就要转为实际的芯片了。高通于2021年3月完成对Nuvia的收购。2021年11月份,高通在Investor Day上表示预计2022年下半年测试芯片送样,2023年大规模量产。RGCesmc

当然Nuvia的设计主要会应用于Windows笔记本芯片,但若其技术成果流向手机芯片应当也不会让人意外,就像苹果A系列与M系列芯片本质上共享核心IP一样。原Nuvia公司虽并未有实际芯片问世,但在这家公司创立之初就提到可达成高于苹果芯片性能和能效的水平。而且Nuvia公司的三名创始人来头都不小,其中Gerard Williams乃是苹果CPU团队的首席架构师(Chief Architect),领衔过苹果A7-A12芯片大核心设计。2019年12月,苹果还状告了Gerard Williams,称其违反合约,擅自创办企业、挖角旗下员工等。RGCesmc

这其实能够一定程度表明Nuvia是有将高通重新带回自研CPU IP正轨,且与苹果竞争的基础的。届时联发科要和高通正面在高端市场上竞争,恐怕会有更大的挑战性。2022-2023这两年的手机应用处理器SoC市场,大概会有各路好戏持续上演。RGCesmc

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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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