手机soc厂商都逐渐在探索自研架构

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前言:

手机公司造芯,有人及时止损,更多人在继续前行。

目前手机SoC厂商正逐步从传统的ARM架构转向自研架构的开发。这一趋势不仅体现了行业深层次的技术革新,也反映出全球科技竞争的加剧。

作者 | 方文三

图片来源 |  网 络 

手机soc厂商市场份额分析

根据Canalys的最新统计数据显示,联发科在2024年第二季度以40%的市场份额位居全球智能手机处理器厂商之首,高通和苹果分别占据25%和16%的市场份额。

这一数据表明,联发科在自研架构的道路上取得了显著的成果,并成功占据了市场的领先地位。

紧随其后的是高通和苹果。高通凭借其自研的Oryon CPU架构,推出了性能卓越的骁龙8 Gen 4芯片,进一步巩固了其在高端市场的地位。

而苹果则凭借其独特的自研架构和出色的产品创新能力,继续在高端智能手机市场中占据主导地位。

此外,紫光展锐也在自研架构方面取得了重要突破,2024年第二季度智能手机芯片全球市占率达到13%,排名第三。尽管面临一些外部挑战,但紫光展锐凭借其在非洲市场的强大合作伙伴传音,成功提升了自身的市场份额。

现存手机SOC主流厂商

苹果:苹果公司是全球知名的科技巨头,其自研的A系列SoC在手机市场上具有极高的声誉,如A16、A17 Pro等。这些SoC专为iPhone设计,集成了高性能CPU、GPU以及神经网络引擎,为iPhone提供了卓越的性能和能效。 

2008年,苹果秘密收购了P. A. Semi,该公司的150名天才工程师此后大部分都留在了苹果。同年又挖来了如今依然在职的 Johny Srouji,并让他负责领导苹果芯片团队。2010年一月尾,A4处理器随初代 iPad 正式亮相。

随后,苹果收购了 Intrinsity 公司,又接收了一批100多人的芯片人才团队,于是下一代处理器的研发进度大幅加速。2011年三月初,A5 处理器随iPad2一同问世。相较于A4,A5采用了双核心设计,性能得到了显著提升。随后被用于iPhone 4S。A5处理器的出现,标志着苹果处理器开始走向领先。

今年苹果秋季发布会,苹果发布了A18芯片,搭载于iPhone 16和iPhone 16 Plus上。该芯片基于3纳米制程工艺打造。

高通:高通公司是全球领先的无线通信技术提供商,其骁龙系列SoC在手机市场上占据重要地位。 

2007年11月,高通推出了Snapdragon处理器(2012年将其中文名称定为“骁龙”)。2013年,高通为骁龙处理器引入全新命名方式和层级,包括骁龙800系列、600系列、400系列和200系列处理器。骁龙8系列是高通的旗舰soc系列,如骁龙8 Gen2、骁龙8 Gen3、骁龙8Elite等,采用先进的制程工艺和架构,提供强大的性能和能效。

2017年,高通宣布将“骁龙处理器”更名为“骁龙移动平台”,使其更符合兼具“硬件、软件和服务”等多种技术的集大成者的形象,涵盖到高通的应用处理器、射频前端、快速充电、Wi-Fi、音频、指纹识别等各领域的先进技术。

2024年10月22日,第四代骁龙8移动平台在骁龙技术峰会上发布,并且宣布将支持 8 年安卓版本更新。骁龙8 Gen4采用高通定制的Oryon内核,放弃了Arm的公版架构方案,与此同时,骁龙8 Gen4将会集成Adreno 830 GPU。

联发科:联发科是全球第四大无晶圆厂半导体公司,在移动终端、智能家居应用、无线连接技术及物联网产品等市场位居领先地位,一年约有 20亿台内建MediaTek芯片的终端产品在全球各地上市,其天玑系列SoC在市场上受到广泛关注。 

联发科技于2010年7月12日正式加入由谷歌为推广Android操作系统而发起的“开放手机联盟”,并将打造联发科“专属的Android智能型手机解决方案”。

2019年,联发科正式推出全新5G新芯片品牌“天玑”。9000系列是天玑系列的旗舰芯片,采用先进的制程工艺和强大的CPU、GPU架构,为高端手机提供卓越的性能。

2024年10月9日,联发科发布天玑9400芯片。该芯片基于台积电第二代3nm制程,采用了第二代全大核设计架构,首发Arm最新的Cortex-X925超大核CPU内核及Arm Immortalis-G925 GPU内核,将其单核性能提升35%、多核性能提升28%。

三星:三星向来有为自家设备研发处理器的历史,一些芯片也用在其它品牌的设备上,例如苹果前三代iPhone。在2011年2月,三星正式将自家处理器品牌命名为Exynos,并主要应用在智能手机和平板电脑等移动终端上。 

近日,三星半导体悄悄在官网公布了全新的Exynos 1580芯片,最大的升级是三丛集CPU,包括一个2.9GHz的Cortex-A720核心、三个2.6GHz的A720核心和四个1.95GHz的小型A520 核心。该芯片基于4nm FinFET工艺打造,配备了一个具备14.7 TOPS。

华为:华为的架构目前也有CPU、GPU、NPU、ISP和基带五种架构。麒麟芯片本质上是使用了arm指令集的自研微架构。

在麒麟9000s横空出世前,麒麟芯片主要采用Arm的CPU/GPU核。随着ARM不再授权最新的芯片架构,华为也开始自研架构。

自研架构的优势与挑战

随着5G、人工智能等技术的不断发展,手机SoC的应用场景也越来越广泛。例如,在自动驾驶和智能辅助车辆等应用中,边缘计算和机器学习的结合显著提高了运营效率。

同时,SoC中增强的连接功能(包括5G和Wi-Fi 6技术)可以满足超连接世界的需求。

其次,自研架构为厂商提供了更大的设计灵活性和架构创新空间,有助于在AI处理、多任务并发等关键领域实现更多创新尝试。

然而,自研架构也面临着诸多挑战。研发难度和技术成本是主要问题。SoC芯片的复杂程度极高,需要同时解决基带、ISP小芯片、AI等核心部件的设计与集成问题。

此外,自研架构还需要跟上主流市场的技术迭代速度,这在时间和成本上都是巨大的考验。

结尾:

自研架构的优势在于可更好地进行软硬件的深度优化,以满足市场对性能和效率的更高要求。使用自研架构能够让厂商拥有更大的设计灵活性和架构创新空间。

相比ARM的公版架构,厂商可以针对自身的需求进行更精细的定制和优化。尤其是在大规模AI处理、多任务并发、节能等关键领域,拥有自主架构将使高通能够做出更多创新尝试。

内容来源于:半导体产业纵横:手机soc厂商自研架构成趋势;Canalys:2024年第三季度,智能手机处理器厂商的竞争格局如何?

       原文标题 : AI芯天下丨趋势丨手机soc厂商都逐渐在探索自研架构

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