3nm芯片领衔手机科技新赛程,厂商谁主沉浮?
半导体制程工艺的突破,往往预示着电子产品性能的新高度。作为最先体现芯片实力的手机行业,每一次制程升级都会引发产业链的剧烈震动。就在苹果A17生力军开疆拓土之际,安卓阵营已吹响3nm手机芯片的冲锋号角,备战手机科技新赛程。
台积电、三星芯片代工两巨头再度同场竞技,而高通、联发科、三星、谷歌、小米等芯片设计商和手机品牌暗潮涌动。3nm时代,究竟会掀起怎样的浪潮?手机体验能获得多大飞跃?电子巨头们在这场竞赛中如何展臂掷钺?我们拭目以待。
3nm芯片硝烟四起
经过多年来的发展和沉淀,制程工艺已成为半导体产业里最重要的竞争焦点。不断推陈出新,朝着更小的尺寸节点挺进,不啻是半导体发展的必由之路。而3nm,则是这条路上已可望见的下一个十字路口。
在今年年初,苹果率先在A17系列处理器中应用了台积电3nm芯片,开启了3nm时代的新序幕。作为继5nm之后的又一重要节点,3nm制程工艺不仅在晶体管密度、能耗和散热等方面获得大幅提升,集成电路的复杂度也更上一层楼。
台积电在3nm制程上分为N3B、N3E、N3P、N3S和N3X等五个不同版本,以满足不同客户和应用场景的需求。其中,苹果A17处理器采用的是N3B版本,算得上性能最优的一款。与上代A16相比,A17的CPU性能获得大约20%的提升,GPU性能也有15%的增幅,功耗则降低了近35%。
不过,过于领先的工艺似乎也给了苹果不少掣肘。据供应链消息,A17的产能一直是个大问题,库存和出货两端都很紧张。连续多个月的短缺导致了包括iPhone 14 Pro在内的手机出货量大减。直到最近,这种局面才有所缓解。
与此同时,安卓阵营的3nm芯片也在紧锣密鼓地酝酿之中。最新消息显示,高通的旗舰处理器骁龙8 Gen4即将加入3nm行列,将搭载台积电的N3E制程工艺。有别于A17的顶级工艺,N3E是性能与成本兼得的平衡之选,预示着安卓手机也将进入更高效的3nm时代。
除了骁龙8 Gen4,三星、谷歌、联发科等芯片设计商的3nm芯片也都在路上。三星选择自家独立路线的3nm MBCFET工艺,计划明年推出首款成品。至于谷歌、联发科,都安排在明年与3nm合体。
而现阶段,高通所选择的N3E无疑是外界最关注、也是最具机遇的一款。毕竟,安卓手机正逢换代升级的大好时机。按照高通的规划,骁龙8 Gen4有望在今年年底推出,并为明年一线旗舰手机所搭载。
一场3nm芯片的硝烟正在手机江湖中渐次升起,主角们也准备就绪,日渐剑拔弩张,让人期待不已。
3nm芯片到底能带来什么?
与2nm甚至1nm相比,3nm制程或许还算不上是真正的极限工艺。但从当下看,要实现下一个十年的科技飞跃,3nm工艺无疑是一个重要的试金石。
首先,从能效比的角度来看,3nm芯片的功耗水平将再次大幅下降。据苹果官方公布,A17的N3B工艺可使SoC单核性能功耗降低35%,如此大的降幅在手机处理器领域可谓是凤毛麟角。
若安卓阵营的骁龙8 Gen4采用的N3E工艺也有相近的表现,则安卓手机的续航表现也将获得进一步改观,尤其在游戏和其他高负载场景下,能效比的提升将更加明显。
其次,在运算性能方面,3nm芯片也将进一步扩大与上一代的差距。目前已有消息称,骁龙8 Gen4将采用双腾虎(PhoenixPC)大核+六个小核的架构,单核主频高达3.6GHz-4GHz之间,大幅超越目前市面上的高通芯片。
虽然实际商用频率或会稍有调整,但整体处理器性能仍有望超过上代20%以上,GPU性能同样获得不小的提升。因此,无论运行复杂的3D游戏,还是日常办公娱乐,3nm芯片都将带来更为流畅的体验。
再者,3nm工艺制程也将带来集成度的新提升,为人工智能、影像处理等手机功能的改进提供更大空间。比如通过提高视频编解码能力,实现手机端更出色的4K和8K视频录制;通过升级AI硬件,实现更智能化的语音控制和辅助。手机各项能力都将随之更上层楼。
当然,3nm工艺最大的价值或许还在能使手机厂商在更小的硅片面积上集成更多的晶体管,从而为开发更强悍的手机处理器留下充裕的设计空间。随着更先进的架构和制程不断到来,手机的软硬件实力都将持续提升,未来实现口袋PC级性能的手机已不再是梦想。