手機關(guān)鍵芯片代工進(jìn)入“雙巨頭時(shí)代”

對于絕大多數的國家與地區而言，芯片制造技術(shù)才是制約本國芯片技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵的技術(shù)之一，很多國家芯片產(chǎn)業(yè)的短板就是芯片制造，包括美國。目前，臺積電、三星兩家代工巨頭幾乎壟斷了手機關(guān)鍵芯片代工市場(chǎng)。

行業(yè)分析機構Counterpoint數據顯示，2022年Q1臺積電生產(chǎn)了約70%的智能手機關(guān)鍵芯片，三星則占據全球智能手機芯片約30%的份額。當前，隨著(zhù)芯片工藝升級逐漸放緩，芯片架構鮮有突破，手機關(guān)鍵芯片代工進(jìn)一步呈現集中化、壟斷化發(fā)展趨勢。

臺積電、三星壟斷高端手機芯片代工

根據Counterpoint的Foundry and Chipset Tracker的數據，2022年第一季度全球智能手機芯片(SoC/AP+基帶)出貨量同比下降5%，受到季節性因素、中國在城市封鎖期間需求下滑以及2021年第四季度部分芯片供應商的過(guò)多出貨量的影響。然而，出貨下降的影響被強勁的收入增長(cháng)所抵消，隨著(zhù)芯片單價(jià)升高以及在更高價(jià)的5G智能手機中滲透率的增加，全球芯片收入在2022年第一季度同比錄得了23%的穩健增長(cháng)。全球最大的代工廠(chǎng)臺積電生產(chǎn)了約70%的智能手機關(guān)鍵芯片，從完整的片上系統(SoC)到獨立應用處理器(AP)和基帶。三星代工廠(chǎng)是僅次于臺積電的第二大代工廠(chǎng)，占據全球智能手機芯片約30%的份額。

圖1：2022年Q1,全球智能手機新品(AP/SOC/基帶)出貨份額–根據代工廠(chǎng)劃分

資料來(lái)源：Counterpoint的Foundry和AP/SoC服務(wù)

注：總出貨量包括AP/SoC和獨立基帶

高級研究分析師Parv Sharma在評論智能手機領(lǐng)域的代工前景時(shí)表示：導致智能手機先進(jìn)芯片的雙頭壟斷。臺積電和三星代工共同控制了整個(gè)智能手機芯片市場(chǎng)，臺積電在制造規模和市場(chǎng)份額方面是三星的兩倍多，并且其的CAPEX支出遠高于競爭對手，另外臺積電計劃于2021-2023年間投資1000億美元用于5/4nm和3nm芯片制造設施、WFE、3D封裝，并增加5/4nm和28nm的生產(chǎn)以滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的需求。從而使其在先進(jìn)工藝節點(diǎn)中占據更大份額。

由于高通選擇三星代工制造X60基帶，以及聯(lián)發(fā)科智能手機芯片出貨量也在每年下降。2022年第一季度使用臺積電制造的智能手機芯片的出貨于去年相比下滑了9%。然而，高通的dual sourcing戰略將在2022年為臺積電增加更多的銷(xiāo)量。此外，高通、蘋(píng)果和聯(lián)發(fā)科的4nm旗艦產(chǎn)品的增加將幫助臺積電在2022年占領(lǐng)更多智能手機芯片的份額。

目前臺積電占據了智能手機芯片的先進(jìn)工藝節點(diǎn)(4nm、5nm、6nm和7nm)65%的份額。其于2022年第一季度開(kāi)始量產(chǎn)其領(lǐng)先的4nm工藝節點(diǎn)和聯(lián)發(fā)科的Dimensity 9000 SoC。由于高通公司未來(lái)基于4nm的Snapdragon 8+ Gen1 SoC的dual sourcing戰略，臺積電基于4nm節點(diǎn)的智能手機芯片出貨量預計將有更進(jìn)一步的增長(cháng)?！?/span>

圖2：領(lǐng)先工藝節點(diǎn)的智能手機芯片全球市場(chǎng)份額

資料來(lái)源：Counterpoint的Foundry和AP/SoC服務(wù)

高級分析師JenePark在評論三星Foundry的表現時(shí)表示：“得益于高通和三星半導體內部的Exynos芯片部門(mén)，三星Foundry占據了全球智能手機芯片出貨量的30%左右。盡管領(lǐng)先的4nm工藝節點(diǎn)的良率相對較低，但三星代工以十分穩健的60%的份額引領(lǐng)了領(lǐng)先工藝節點(diǎn)4nm和5nm的智能手機芯片出貨量，其次是臺積電，在2022年第一季度占據40%的份額。三星的4nm出貨量Foundry由Qualcomm Snapdragon 8 Gen1推動(dòng)，僅在一個(gè)季度內，它就在三星Galaxy S22系列中獲得了超過(guò)75%的份額。三星代工廠(chǎng)還受益于更新的基于5nm的中端5G芯片Exynos1280，用于其更大容量的Galaxy A53和A33智能手機。然而，不確定的全球宏觀(guān)經(jīng)濟環(huán)境、潛在的庫存調整以及來(lái)自高通的dual sourcing戰略可能會(huì )給三星代工的整體市場(chǎng)份額以及領(lǐng)先節點(diǎn)帶來(lái)壓力。

臺積電芯片代工工藝略勝一籌

近日，有消息稱(chēng)高通將全面轉向臺積電，并且最新的驍龍7系新平臺正在測試中，將使用臺積電的4nm工藝制程，并且爆料人還表示，明年中高端手機都是臺積電工藝，驍龍7系芯片也可以主打性能。預計高通將來(lái)會(huì )發(fā)布驍7+?Gen?1和驍龍7?Gen?2等迭代款芯片。

驍龍7?Gen?1芯片發(fā)布于今年的5月份，基于三星4nm制程工藝打造，擁有四個(gè)主頻為2.4GHz的A710大核和四個(gè)A510能效核。配備Adreno?662?GPU，性能相較前代擁有20%的提升。同時(shí)配備了X62?5G調制解調器，能夠實(shí)現4.4Gbps下載速度和雙5G連接。支持WiFi-6E和藍牙5.3，還支持高達16GB的LPDDR5?RAM。

驍龍780G?5G芯片發(fā)布于2021年3月，采用三星5nm工藝，擁有一個(gè)2.4GHz的?A78核心，三個(gè)2.2GHz的A78核心，以及四個(gè)1.9GHz的A55核心。高通方面表示CPU提升幅度高達45%，主要是大核心提升以及采用的新微架構。支持?LPDDR4X-2133MHz內存。配備了Adreno?642?GPU，相比上一代提升50%，其圖形驅動(dòng)支持OTA更新。

從參數上來(lái)看，這兩款芯片其實(shí)并不弱，主要的原因還是出在了三星的工藝上。此前三星5nm工藝對比臺積電5nm工藝在晶體管密度這塊就相差了35%。因此，就連英偉達就宣布下一代40系顯卡將采用臺積電的N4工藝打造，不帶三星玩了。而之前三星就已經(jīng)陷入了良率困境，據傳言稱(chēng)三星的4nm工藝的良品率僅有35%，低到高通和英偉達都無(wú)法接受，因此三星在內部徹查用于提升良品率的資金流向。

這在驍龍8和驍龍8+上體現的淋漓盡致，眾所周知，去年高通發(fā)布了驍龍8?Gne1處理器，由于其糟糕的能效比以及溫度控制，導致在市場(chǎng)上反響糟糕，甚至就連手機用戶(hù)都“談龍色變”。這也讓曾經(jīng)一度被高通壓制的聯(lián)發(fā)科有了翻身的機會(huì )，推出的天璣9000憑借優(yōu)秀的性能以及良好的溫度表現受到不少用戶(hù)的青睞。

但高通做足準備提前釋出了驍龍8+?Gen1，可說(shuō)到底驍龍8+僅僅只是驍龍8的升級款，甚至連架構都沒(méi)有任何改變，依舊保持一顆X2超大核，三顆A710大核以及四顆A510的三叢集結構，不同的是每個(gè)叢集均提升了0.2GHz。但因為驍龍8+轉由臺積電代工，采用臺積電的4nm工藝制程打造。官方宣稱(chēng)驍龍8+對比驍龍8在SoC的能耗方面降低了15%，GPU能耗降低了30%，CPU的能效則提升了30%之多。