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骁龙835:老子难产,有苦难言

 315过去后,就可以期待各家手机厂商推出的旗舰新机了……你可能会奇怪,315和手机厂商发布主力新机有什么关系吗?从以往经验来看,好像并没有,但今年比较特殊,因为到目前,拿出自家镇店旗舰产品的委实不多。在往年,这个时候三星家的Galaxy S新旗舰早就笑傲江湖了,还有小米,记得去年小米5也是在2月24日就早早问世了……今年大家都在等什么呢? 答案很显然:高通“掉队”了,骁龙835迟迟没动静,手机厂商们也是望眼欲穿……

  

  不过好在,高通已经宣布在3月22日亚洲首秀高通骁龙835处理器,这是个好信号,至少说明这款处理器能拿出来溜溜了,虽然还没有大规模铺货,但至少让人看到了铺货的希望,手机厂商们也有盼头了。不过此前一度有传闻三星S8将独占骁龙835处理器的初期供货,虽然后来半路杀出的索尼打破了这个传闻,但考虑三星和高通的关系,其他厂商想要拿货,那也得是“撸起袖子加油抢”的节奏吧……

  

  当年骁龙810一声“老子发烧”,让一众手机厂商苦不堪言,而现在骁龙835一声“老子难产”,影响的同样是不少手机厂商的产品计划,这里关于厂商自研处理器的重要性和优势就不说了。其实不仅是骁龙835,同为10nm的像三星Exynos8895、联发科的Heilo X30等,也好不到哪里去。 2017年是半导体产业10nm工艺争锋的关键点,大家都遭遇了良率偏低的问题,我们不妨看看,骁龙835们为什么这么难产。

  首先,当今半导体产业有芯片代工能力的主要是三家:三星、台积电、和Intel,而在移动端市场,虽然Intel早前曾放言未来会代工ARM芯片,但目前,仍然是三星和台积电的天下。2017年,10nm制程是智能手机芯片市场的重要卖点,但根据《电子时报》早前的报道, 目前三星和台积电的10nm工艺均面临着良率不理想的难题。

  在CPU市场,人们喜爱谈论某款CPU采用了XX nm制程工艺,因为这一指标的每一次提升,带来的都是性能的高涨和功耗的降低,对于芯片产业十分重要。那么这个XX nm背后意味着什么?我们知道,一款CPU中包含上亿个晶体管,而一个单独的晶体管大致结构是这样的:

  

  ▲图片中给了两个晶体管,但代表的是两种技术,都可以作为参考

  图中的晶体管结构中,“Gate(栅极)”可以看做是“闸”,主要负责控制两端Source(源极)和Drain(漏级)的通断,电流从源极流入漏极,而这时的栅极的宽度决定了电流通过时的损耗,表现出来就是发热和功耗,宽度越窄,功耗越低。而栅极的宽度(栅长),就是XX nm工艺中的数值。

  

  对于芯片制造商而言,自然是力求栅极宽度越窄越好,不过 当宽度逼近20nm时,栅极对电流控制能力急剧下降,漏电率相应提高,对生产工艺的难度要求也上了一个台阶,例如台积电在这段时间一度遭遇漏电和产能的问题。而工艺继续微缩,硅晶体管的尺寸缩小到一定程度(业内认为小于10nm)时会产生量子效应,导致晶体管的特性难以控制,这时候对于芯片的制造生产难度显然成倍增长。因此,在10nm这个节点上,对三星、台积电这样的代工厂而言,考验和压力可想而知。

  另外,随着芯片制程来到10nm,设计制造成本的翻涨也令人咋舌。根据市场研究机构IBS的调研报告,10nm制程芯片的设计成本相比14nm,增加接近5成, 持续而巨大的资金投入也是10nm芯片量产的一道难关。

  

  由此可见,对于高通而言,骁龙835的迟到实在不是自己能左右的,在10nm制程半导体厂商争王夺霸的关键时候,代工厂们也在憋着劲看谁能首先克服良率的难关,这种节骨眼上,即便迟到,相信高通也是有苦难言啊。

  目前来看,对于非常欢腾的大批国内手机厂商而言, “必须搭载”骁龙835的旗舰手机延迟推出的可能性是非常大的,当然,也不排除有厂商拿到其中一些“体质较差”芯片,带着“降频版”的背景抢个“彩头”。

  说到这里你可能会问,对于三星、台积电们而言,接下来怎么办呢?谁能够抢下10nm节点的flag呢?

  

  这就要看谁能够最先实现新技术的成熟了。例如在20/22nm工艺节点上,Intel引入了3D FinFET技术,把栅极制做成下图右面的形状,增大接触面积,减少栅极宽度的同时保证对电流的控制,后来FinFET技术也被三星台积电等大范围使用,而在10nm往后,FinFET技术也要到天花板了,在技术上进行突破创新是必然之选,目前,半导体厂商们正在积极研究FD-SOI(全耗尽绝缘体硅)工艺、硅光子技术、3D堆叠技术等,也投入了巨资,为日后的7nm、甚至5nm做准备,彼此间的竞争也将进一步加剧。

  

  纵观今年高通骁龙835处理器迟到的背后,实则是半导体产业链蜕变前期的阵痛,三星和台积电之间的竞争已经来到白热化阶段(Intel的10nm制程进展虽然落后,但在工艺上自信更加先进,这里就不展开讲了), 也许熬过了这个“难产期”,整个展业会迎来“新生命”



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