高通于 12 月 1 日 -2 日举办高通骁龙技术峰会,如无意外,高通将在此次会上带来新一代骁龙 875 旗舰处理器,包括全新的 CPU 架构和集成新一代的 Adreno GPU 核心,基于最新的 5nm 工艺打造,在性能和图形能力上将迎来大幅提升。
随着高通这款旗舰级处理器的推出,全球高端移动处理器的竞争全面进入 5nm 时代。迄今为止业界能达到的集成度最高、可规模化量产的芯片制造工艺——5nm 制程,就在两个月左右的时间,几乎集齐了全球手机 SoC 芯片设计界的王牌。
10 月份,苹果 iPhone 12 系列手机搭载的 A14,抢下了 5nm 芯片的全球首发;华为 Mate40 系列搭载的麒麟 9000 系列芯片,又成为当时工艺最先进、晶体管数最多、集成度最高和性能最全面的 5G SoC;而就在前不久,三星又发布了全球第二款 5nm 制程、集成了 5G 基带的芯片 Exynos1080。
不过,就在 5nm 竞争集中爆发的同时,产能问题随之浮现出来。根据 TrendForce 的研究,在低于 10nm 节点的先进工艺上,目前台积电和三星的晶圆产能已将近满载。
在芯片制造领域,消费电子对性能和功耗的追求让先进制程备受关注,目前最先进的节点 5nm 工艺制程于 2020 年初开始量产,10nm 以下先进工艺成为今年拉动全球晶圆代工收入增长的原因之一。
根据 TrendForce 最新调查研究,预计 2020 年全球晶圆代工收入将同比增长 23.8%,为十年来最高。
图源:TrendForce
在全球晶圆代工厂领域,台积电和三星是仅有的 2 家具备 5nm 制程工艺的厂商。
据韩媒之前报道,三星从高通获得了价值约 1 万亿韩元(约 8.45 亿美元)的骁龙 875 生产订单。三星芯片制造业务已经有超过 15 年的历史,除了自有品牌 Exynos 芯片产品外,还长期为高通、苹果等品牌代工处理器,同时也是少数能够做到芯片全产业链布局、涵盖设计、制作和封装三个部分的企业,拥有强大的研发、生产实力。TrendForce 数据显示,2020 年第二季度,三星以 18.8%的市场份额排名全球晶圆代工市场第二。
与此同时,三星也计划在 2021 年扩大其 5nm 产能,除了满足高通骁龙 885 和三星自己的 Exynos 旗舰 SoC 需求之外,还将持续为英伟达的 GeForce GPU 提供支持。不过,5nm 产能方面三星依然将落后台积电 20%。TrendForce 预计台积电 5nm 产能扩张,使该公司在 2021 年底之前占领将近 60%的先进工艺市场份额。
在芯片代工企业中,台积电在工艺方面走在行业的前列,他们 5nm、7nm 等先进工艺的产能,今年也比较紧张,产值增速,预计也会高于代工行业的整体水平。
有研究机构预计,台积电 5nm 工艺目前的产能,大部分用于代工苹果的 A14 仿生处理器,M1 芯片的订单,预计会占到 5nm 工艺产能的 25%。
外媒目前对 M1 在台积电的订单主要有两种说法:一种是台积电 5nm 工艺的产能,在为苹果大量代工 A14 处理器的情况下,难以满足再大规模代工 M1 芯片的需求,三星有望获得苹果 M1 芯片的部分代工订单;另一种则是台积电在不能继续为华为代工芯片之后,苹果成为其 5nm 工艺目前唯一的客户,并未满载,今年的产能利用率预计在 85%到 90%,明年的产能利用率预计也会维持在这水平。
Intel 的下一代处理器也成为外界猜测的焦点。根据之前的消息,台积电代工 Intel CPU 很可能会在 2022 年的节点上,使用的是 5nm 工艺。另外,台积电也有可能用 6nm 代工 Intel 的 Xe GPU。不过 Intel 官方并未确认这些消息,表态要明年初才会公布最终是否选择代工生产 CPU。
就在全球高端移动处理器竞争在 5nm 节点集中爆发时,产能方面的吃紧给竞争增加了很多变数。