对于手机芯片厂商来说，无论是以移动处理器而言，还是以负责AI边缘运算的NPU神经网络处理单元而言，均需优先考量先进工艺制程。由于此前的10nm工艺制程已经无法满足手机芯片厂商的需求，因此台积电已经成熟的7nm工艺制程成为大家的首选。
7nm制程战役一触即发
在这场一触即发的7nm制程战役中，华为将率先推出7nm芯片。据悉，华为将于8月底的柏林IFA大展上，全球首发商用7nm工艺制程手机芯片-海思麒麟980，这款芯片将由华为今年10月份推出的Mate 20系列首发搭载。
虽然这款芯片还未正式发布，但是有关芯片的性能已经被剧透的差不多了。从性能上来看，除了搭载7nm工艺制程，麒麟980拥有4个主频高达2.8GHz的Cortex-A77大核心，以及4个Cortex-A55小核心，而GPU则是ARM的Mali-G72 MP 24 GPU。此外，麒麟980还将内置第二代寒武纪NPU 1M，使得AI性能将有大幅提升。
当然，就在华为即将推出芯片的同时，高通也没有坐以待毙。近日，高通已正式宣布，已经开始出样新一代骁龙SoC芯片（或将命名为骁龙855），该款芯片也基于台积电7nm工艺制程。高通表示，这款7nm SoC可以搭配骁龙X50 5G基带，预计将成为首批5G旗舰手机采用的平台。而该款芯片的完整信息将于今年第四季度才公布。
值得一提的是，高通此次竟一反常态，高调对外表示已经开始对OEM手机客户送样新一代骁龙SoC芯片，此前高通可从未对外宣布客户送样消息。有分析认为，华为本月就将推出基于7nm的麒麟980，高通可能是不想被夺走“风头”。
除了华为和高通之外，苹果必然是这场7nm战役中的重量级选手。据了解，即将在9月发表的苹果新一代旗舰型手机iPhone内建A12处理器，而该款处理器也将采用台积电7nm工艺制程，届时必将对华为和高通造成不小的压力。
华为5nm芯片或将于明年问世
对于华为来说，继推出7纳米芯片之后，又将如何规划其下一步芯片发展蓝图？
对此，华为海思平台与关键技术开发部部长夏禹此前在公开演讲时提到，为应对节节攀升的大频宽与演算力要求，对信息系统中的硬体平台而言，只有延续摩尔定律、不断提高集成度、增加功能、提升性能，才能满足市场发展提出的新需求。以智能手机举例来说，高性能移动设备所用的芯片仍然紧跟摩尔定律脚步。
夏禹表示，海思在网络侧单颗芯片集成度已经达到单芯片500亿颗晶体管，这是为了应对在数据流程量与频宽方面的高性能要求。在固定网端，数据流程量每年将保持23％的成长，5年后数据流程量需求将达到现在3倍左右；在移动网端，将保持46％的成长率，5年后数据流程量将是现在的7倍；而在数据中心侧，成长速度更是惊人，每年翻倍，5年后数据流程量将是现在的16倍。需要实现如此大的数据输送量，必须有高性能芯片。
越是逼近物理极限，每一代制程节点演进都要付出极大的代价，当前，制程演进最大的障碍在于功耗密度。夏禹指出，芯片设计的过程中，如果16nm芯片功耗密度为1，那么到5nm功耗密度就可能是10，芯片如何散热？整个系统如何散热？都将是半导体产业未来面临的巨大挑战。
同时，工业界也一直寻找引进新材料与新结构来突破传统制程限制。比如在互连上，传统一直用铜线，但到5纳米制程后也将引入新材料，夏禹认为，纳米碳管和石墨烯的机会很大。此外，夏禹认为，自FinFET制程出现以来，芯片结构设计得以让摩尔定律延续，芯片仍有长远的发展空间，技术发展还没有到达极限。
据悉，华为的规划是推出7nm芯片之后将推进5nm芯片研发进程，预计5nm芯片问世的时间点在2019年，这也与华为下一代5G手机在2019年商用的规划时间相契合。也就是说，对于手机厂商来说，7nm制程技术很可能是4G到5G的过渡，而下一代5G芯片真正会采用的是5nm芯片工艺制程。
不过值得注意的是，高通日前宣布已经开始出样新一代骁龙的SoC芯片，确认采用7nm工艺制程，这款SoC可以搭配骁龙X50 5G基带，预计将成为首批5G旗舰手机采用的平台。
01月07日 18:14
