最近“芯片”刷屏,,對于芯片產(chǎn)業(yè)的關(guān)注熱潮背后,,國人正在重新審視芯片行業(yè)的發(fā)展,。
實(shí)際上,國內(nèi)高端通用芯片產(chǎn)業(yè)仍然處在起步階段,,與歐美,、日韓的芯片產(chǎn)業(yè)仍有較大差距。討論火熱的背后,,有些冷知識你可能不知道,,比如,手機(jī)廠商每賣出一部智能手機(jī),,都要向高通繳納一部分的專利費(fèi)用;在PC端獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的Intel,,為什么就造不出好的手機(jī)芯片呢?
以下,就是尋找中國創(chuàng)客(ID:xjbmaker)為你梳理的幾個不得不知的芯片冷知識:
每一部你買的
智能手機(jī)都要向高通繳納專利費(fèi)
普通用戶對高通的熟知來源于手機(jī)上使用的高通芯片?,F(xiàn)階段的中高端安卓手機(jī)使用的幾乎都是高通驍龍Snapdragon處理器,,比如小米最新發(fā)布的旗艦機(jī)型小米MIX2s使用的驍龍845,羅老師的堅(jiān)果Pro2使用的驍龍660等,。
你每購買一部使用高通驍龍芯片的國產(chǎn)手機(jī),,都要向高通公司支付一部分的費(fèi)用,這部分費(fèi)用并不只是高通的芯片成本費(fèi)用,。換句話說,,即便你購買了使用聯(lián)發(fā)科芯片的手機(jī),依然要向高通支付專利費(fèi)用,。
這樣說的原因是,,高通賴以生存的并不是旗下的芯片技術(shù),事實(shí)上,,高通是一家通信公司,,在3G/4G領(lǐng)域幾乎是奠基者的存在,它是持有高級3G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利權(quán)最多的公司,,手握近4000項(xiàng)相關(guān)發(fā)明專利,。
2018世界移動通信大會上的高通(Gualcomm) / 視覺中國
即便你不使用高通的芯片,但依然為高通的移動通信專利支付費(fèi)用,。前段時(shí)間魅族與高通的專利紛爭就在于此,。
根據(jù)高通公司此前公布的數(shù)據(jù)顯示,對于在中國使用而銷售的設(shè)備,,高通中國標(biāo)準(zhǔn)必要專利(SEP)許可,,3G設(shè)備(包括3G|4G多模設(shè)備)為設(shè)備凈售價(jià)的65%的5%;對于包括3模LTE-TDD在內(nèi)僅支持4G的設(shè)備為設(shè)備凈售價(jià)的65%的3.5%,。
當(dāng)你購買一部4G手機(jī),比如剛剛上市的小米MIX2s,,起售價(jià)3299元,,為高通支付的專利授權(quán)費(fèi)就是:3299 X 65% X 5% =107.2175。根據(jù)公開資料顯示,,高通在2015年的專利收入就高達(dá)79.47億美元,,占據(jù)當(dāng)年全球智能手機(jī)總收入的2%。
在通信領(lǐng)域的壟斷地位也讓高通在全球遭遇了多國的反壟斷調(diào)查,。2013年,,中國啟動對高通的反壟斷調(diào)查。2015年,,發(fā)改委公布調(diào)查結(jié)果,,對高通處以60.88億人民幣的罰款,是《中華人民共和國反壟斷法》實(shí)施以來的單筆罰款最高紀(jì)錄,。
主流手機(jī)廠商的
芯片實(shí)際上都是由臺積電代工
你可能很難想象,,一直被視為國產(chǎn)手機(jī)芯片的獨(dú)秀華為海思處理器實(shí)際上是由臺積電代工生產(chǎn)的。事實(shí)上,,全球有近6成的芯片代工都是由臺積電完成的,。
在此之前,芯片設(shè)計(jì)和制造都是由一家公司自己完成的,,業(yè)內(nèi)稱之為IDM,,比如我們熟知的英特爾、三星等,,芯片的設(shè)計(jì),、制造、封測都是由自己完成,。
不過,,這種模式投入巨大,一方面設(shè)計(jì)研發(fā)費(fèi)用驚人,,一方面又要花大價(jià)錢建廠生產(chǎn),,所以現(xiàn)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)分開成為半導(dǎo)體行業(yè)的流行趨勢,代工和研發(fā)由不同的公司完成,,即晶圓代工(Foundry)+Fabless模式,。
華為海思就屬于Fabless模式,專門從事芯片設(shè)計(jì),,而不負(fù)責(zé)生產(chǎn),。蘋果、高通,、展訊同屬此類,。臺積電就是專門從事芯片代工生產(chǎn)的公司,,業(yè)內(nèi)稱之為Foundry,三星即是IDM也是Foundry,,比如蘋果 iPhone 6s/6s plus搭載的A9處理器就分別為臺積電和三星代工生產(chǎn)的,。不過之后的蘋果A系列處理器就都交由臺積電了。
2017年4月13日,,臺北,,臺灣積體電路制造公司(TSMC)總裁兼聯(lián)席首席執(zhí)行官劉德音(Mark Liu)出席投資者會議 / 視覺中國
華為剛剛發(fā)布的海思麒麟 Kirin 970處理器,就是采用了臺積電最新的10nm工藝,,在近乎一平方厘米內(nèi)集成了55億個晶體管,。
Intel為什么造不出好的手機(jī)芯片?
Intel在幾乎壟斷了全球的電腦處理器市場,但是在移動端你卻很難見到Intel的身影,,大多數(shù)主流手機(jī)廠商使用的都是高通公司的芯片。除了高通本身在通信領(lǐng)域擁有的大量專利技術(shù)積累外,,Intel本身的戰(zhàn)略失誤也是造成其在移動端市場缺席的重要原因,。
簡單來說,芯片的指令集可分為分為復(fù)雜指令集(CISC)和精簡指令集(RISC)兩部分,,代表架構(gòu)分別是x86,、ARM和MIPS。像Intel的X86架構(gòu)就是基于復(fù)雜指令集,,而ARM則是基于精簡指令集,。后來蘋果逐漸研發(fā)出自有架構(gòu)后,使用的也是精簡指令集,。
復(fù)雜指令集和精簡指令集只是技術(shù)手段的不同,,很難說清楚孰優(yōu)孰劣。Intel錯失移動端市場有兩方面的原因,。
其一是其對移動端市場不夠重視,。彼時(shí),智能手機(jī)興起之初,,正是Intel在 PC 端市場獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷之時(shí),。其推出的酷睿系列處理器一掃之前的頹勢,重回PC霸主的地位,。PC端的火爆讓Intel忽視了移動端市場迅猛增長的前景,。當(dāng)年蘋果還有意同Intel合作,為iPhone生產(chǎn)處理器,,但之后不了了之,。
其二,移動端設(shè)備與PC不同,,PC領(lǐng)域強(qiáng)調(diào)的是高性能,,但對功耗要求不高,,而移動端則必須兼顧高性能與功耗的平衡。在PC處理器上Intel使用的是X86架構(gòu),,優(yōu)點(diǎn)是性能強(qiáng)勁,,但其將之試用在移動端后,帶來的高功耗和續(xù)航上的差勁讓Intel吃了大虧,。
此外,,由于ARM架構(gòu)在手機(jī)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使得大多數(shù)安卓應(yīng)用都是基于ARM架構(gòu)開發(fā),,應(yīng)用兼容性也是Intel的X86架構(gòu)面臨的難點(diǎn),。Intel的解決辦法是技術(shù)手段來使基于ARM開發(fā)的安卓應(yīng)用可以運(yùn)行在自家X86平臺上,但這畢竟比不上原生的ARM,。
早年間,,聯(lián)想還在自家的旗艦機(jī)型K900上使用了Intel的Atom四線程處理器,對,,就是科比代言的那款,。全金屬外殼加上Intel高發(fā)熱的芯,冬天使用簡直是暖寶寶的絕佳替代品,。
主流手機(jī)芯片
大多數(shù)都基于英國ARM公司的架構(gòu)
英國ARM公司是一家芯片設(shè)計(jì)公司,,前身是艾康電腦(Acorn),于1978年創(chuàng)立于英國劍橋,。此后一直從事手機(jī)芯片的開發(fā),,1980年代還為蘋果的PDA設(shè)備“Newton”設(shè)計(jì)過芯片。1985年,,艾康電腦研發(fā)出采用精簡指令集的新處理器,,名為ARM(Acorn RISC Machine),又稱ARM 1,。
1990年,,艾康電腦出現(xiàn)財(cái)務(wù)危機(jī),公司改組為ARM( Advanced Risc Machine)計(jì)算機(jī)公司,,并獲得了Apple與芯片廠商VLSI科技的資助,。由于成立初期資金不足,ARM公司決定不制造芯片,,轉(zhuǎn)而將設(shè)計(jì)方案授權(quán)給其他半導(dǎo)體廠商,,由他們生產(chǎn)制造。
此后,,先是英國的 GEC Plessey獲得了ARM的授權(quán),,后來德州儀器也與ARM達(dá)成合作。現(xiàn)在包括ntel、IBM,、三星,、LG半導(dǎo)體、NEC,、SONY,、飛利浦、Atmel等知名半導(dǎo)體廠商是ARM公司的合作伙伴,。
現(xiàn)在,,幾乎所有的主流芯片廠商都是基于ARM架構(gòu),即ARM官方的標(biāo)準(zhǔn)微架構(gòu)“Cortex-A”,,也就是所謂ARM的公版設(shè)計(jì),。當(dāng)年華為海思處理器剛出來時(shí),就被人質(zhì)疑使用的是ARM公版,,而不能稱之為國產(chǎn),。
2016年,日本軟銀公司斥資243億英鎊收購了ARM公司,?;谀壳笆忻嫔系闹髁魇謾C(jī)芯片幾乎都是采用的ARM架構(gòu),你也可以說,,現(xiàn)在市面上99%的手機(jī)都是“日貨” :)
軟銀CEO孫正義:ARM架構(gòu)芯片年出貨量將達(dá)1萬億顆 / 視覺中國
(記者 薛星星)