智能終端芯片之戰(zhàn)，ARM能否HOLD住優(yōu)勢？

如果說上世紀(jì)九十年代是臺式PC時代，過去10年是手機和筆記本電腦時代，那么未來10年可以說是智能終端時代。2011年智能手機和平板電腦的出貨量超過了5億臺，首次超過了PC，標(biāo)志著智能移動終端時代的來臨。其中2011年中國大陸的智能手機出貨量達(dá)到6,000萬臺，預(yù)計2012年全球智能手機出貨量將達(dá)到6.88億臺，中國市場出貨量將達(dá)到2億臺。與手機相比，平板電腦市場相對較小，但2011年中國大陸平板電腦(MID)出貨量也在1,200-1,500萬臺之間。

 

移動終端ARM仍處主導(dǎo)地位

 

智能終端的迅速發(fā)展，離不開主處理器性能的進(jìn)一步提升，這也對架構(gòu)廠商提出了更多的要求。目前，架構(gòu)廠商呈現(xiàn)ARM、MIPS和英特爾三分天下的局面，但ARM在移動手持終端的布局讓其在該市場占領(lǐng)了90%的市場份額，到去年年底，采用ARM架構(gòu)的芯片累計共達(dá)300億顆，而MIPS和英特爾加起來不足10%。

 

根據(jù)ARM的規(guī)劃，Cortex-A15的產(chǎn)品會在今年上半年上市，其工藝制程會達(dá)到28nm甚至20nm級別，以保證良好的性能和功耗平衡，包括高通、三星、TI等一線廠商都會推出相應(yīng)芯片。ARM市場經(jīng)理陳鵬認(rèn)為，今年國內(nèi)雙核Cortex-A9產(chǎn)品仍將成為主流，入門級還是以單核Cortex-A8和Cortex-A9為主。

 

除此之外，今年Cortex-A15還會推出“大小核”的概念，也就是在A15的基礎(chǔ)上加一個Cortex-A7芯片，相當(dāng)于之前的ARM9的尺寸和功耗，性能跟A8比較接近。當(dāng)需要大量運算的時候，就用A15的CPU核心，而如果只是看電子書、聽音樂、發(fā)短信等簡單功能，就用A7的核心。這種架構(gòu)類似于英偉達(dá)tegra3，也是在四個主核心上加一個伴核，同樣是出于降低功耗的考慮。

 

事實上，目前市場上的平板和手機的芯片平臺，已經(jīng)日趨接近。典型的產(chǎn)品如采用高通平臺以及MTK平臺的“手機平板”方案，基本上跟大屏智能手機沒有多大區(qū)別。從單核到雙核，再到四核。終端廠商血拼硬件，后面不乏硬件“軍 火商”的支持和鼓動。最先推出四核CPU的是英偉達(dá)(NVIDIA)的Tegra3，包括華為海思的K3V2、三星Exynos A9、高通Snapdragon S4等均加入了“四核大戰(zhàn)”。其中華為似乎對于CPU多核心之爭已經(jīng)上 癮，據(jù)華為副總裁余承東在微博上透露，華為將會在明年第一季推出最新的八核處理器。

 

2012年下半年推出的高通驍龍S4就將采用Cortex-A15架構(gòu)，是全球首款1.4GHz移動單核芯片、全球首款1.5GHz移動異步雙核芯片，以及基于全新微架構(gòu)的全新單核、雙核、四核芯片組，單核速度最高達(dá)2.5GHz，并將功耗降低65%。臺灣聯(lián)發(fā)科技2015年則將主推低端的MT6513、以及中端的MT6575。除了高通和MTK兩家外，包括博通、Marvell、STE、展訊、華為海思等廠商均投入智能手機混戰(zhàn)之中，希望能分得一杯羹。而近期收購了互芯的RDA也公布了其智能基帶芯片8810、8860、8850的發(fā)展計劃。至于MStar的TD智能方案目前已有廠商出貨，預(yù)計將在今年8月正式量產(chǎn)。

平板電腦“更高端”還是“更低價”？

 

相對于智能手機，平板電腦芯片則呈現(xiàn)兩大發(fā)展趨勢：一方面是以英偉達(dá)為首的廠商通過Tegra系列力推1.2G以上的雙核/四核A15 CPU，力圖在性能上向筆記本靠攏，TI、三星、高通等廠商也在緊緊跟隨。根據(jù)目前的產(chǎn)品路線圖，NVIDIA Tegra 4“Wayne”SoC處理器最有可能的面世時間大概是2012年底2013年初，晚于高通的Snapdragon S4，和TI OMAP 5基本同時期。

 

今年值得關(guān)注的平板平臺，在超低端領(lǐng)域包括全志A13、RK2906、WM8950。其中性能平庸、超低價、驅(qū)動成熟穩(wěn)定，這三大特點使得威盛電子(VIA)的平板出貨量一直占Android平板市場的最大頭。據(jù)透露，WM8950的性能與Amlogic的AML8726M相仿，也是800MHz Cortex A9單核心?？紤]TI和Allwinner已經(jīng)發(fā)布5美元的Cortex A8 CPU，威盛電子此款產(chǎn)品的價格應(yīng)該不會超過5美元，按照威盛電子一貫的“升級不加價”原則，此款CPU應(yīng)和WM8650處于同一價位。

 

不過今年威盛電子將遇到強勁對手。到目前為止，Cotex-A8架構(gòu)平板已由100美元價格殺到了50美元，降幅相比去年同期超過一半。同時單核A8整機方案將繼續(xù)降價，有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計到5月份將降到299-399人民幣。全志作為去年平板領(lǐng)域殺出的一匹黑馬，最新推出的A13平臺是一個精簡的Costdown版本，在傳承上一代A10的優(yōu)勢情況下，增加了很多新的功能特性，如智能背光(顯示功耗降低5%)、高能低溫(最高芯片溫度小于40度)、方便生產(chǎn)(PCBA元件少于400個)等。由于采用LQFP封裝方式，這種方式可以迅速地降低平板產(chǎn)品的生產(chǎn)難度，加速新產(chǎn)品的普及速度。

 

面對全志力推A13進(jìn)一步大打價格戰(zhàn)，其競爭對手瑞芯微顯然不會坐以待斃。為了爭奪低端市場份額，瑞芯微推出了RK2906平臺，作為RK2918的精簡Costdown版，主頻仍為1GHz，主要性能未變，不過與全志A13一樣精簡了藍(lán)牙和HDMI模塊，采用低分屏。同時也具有更低的運行功耗和更智能的動態(tài)頻率調(diào)節(jié)機制，能帶來更長的續(xù)航時間和更佳的使用體驗。

 

在主流市場，雙核A9將成為今年主要配置。除了RK3066，今年瑞芯還將接連推出低功耗單核心Cortex-A9平臺RK31xx以及四核心Cortex-A9 RK32xx。除了ROCKCHIP，其它各家芯片廠商的A9產(chǎn)品也紛紛亮相，如Telechips TCC8803、Amlogic AML8726-M3等。藍(lán)魔數(shù)碼在環(huán)球資源舉辦的電子展上發(fā)布的7英寸平板電腦W17PRO就采用了Amlogic AML8726-MX魔蝎雙核處理器，這款處理器擁有雙核ARM Cortex-A9最高1.5GHz主頻，同時搭配400MHz雙核ARM Mali-400的3D處理核心，據(jù)稱目前整機出貨價已殺到699元。

 

除了以上這些老面孔，平板芯片領(lǐng)域也出現(xiàn)了新鮮面孔。新岸線近期推出其平板雙核芯片NS115，集成了主頻高達(dá)1.5GHz的ARM Cortex A9雙核處理器，以及ARM Mali400 GPU。

 

與越來越頻繁的硬件更新?lián)Q代相比，應(yīng)用的缺失可能是一個更嚴(yán)重的問題。不管商家如何宣傳，在目前的應(yīng)用和運算環(huán)境下，CPU性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前消費者的需要，硬件過剩以及功耗上升等問題已經(jīng)開始凸顯。一方面四核在性能上是一種浪費，手機和平板上的應(yīng)用程序幾乎沒有一款可以將四核的性能完全用上；另一方面四核CPU使得ARM架構(gòu)的功耗優(yōu)勢消失殆盡。除此之外，由于高昂的IP授權(quán)和NRE費用，智能終端芯片研發(fā)成本越來越巨大。當(dāng)中國IC設(shè)計公司采用ARM9內(nèi)核/90nm工藝時，IP技術(shù)授權(quán)和研發(fā)費用只是百萬美元級；而到了ARMCortex-A9內(nèi)核/45nm時代，IP技術(shù)授權(quán)和研發(fā)費用則達(dá)千萬美元級；新的ARMCortex-A15/28nm時代，上述費用可能提升到億美元級。帶來的結(jié)果是，智能終端芯片的門檻越來越高，只有少數(shù)大公司才可以玩。

 

除了IP問題，對于不少IC廠商來說，工藝可能是更大的隱患。先進(jìn)工藝研發(fā)和先進(jìn)芯片制造廠投資越來越巨大，65nm時代IC設(shè)計公司還有很多代工制造伙伴可以選擇，45nm以后的芯片制造廠商則越來越少，而目前28nm工藝基本被英特爾、三星和臺積電壟斷——即使是蘋果也感受到了A系列處理器依賴其供應(yīng)商和競爭對手三星的巨大隱患，最近在非常積級地和三星、英特爾尋求合作。

值得關(guān)注的攪局者——英特爾

 

相對于ARM架構(gòu)來說，一個值得關(guān)注的攪局者是英特爾。曾幾何時，英特爾在移動手持處理器領(lǐng)域也曾叱咤風(fēng)云過。盡管當(dāng)時Xscale市占率已躍居前三，但持續(xù)高投入造成的多年虧損以及ARM架構(gòu)對研發(fā)資源的分散都讓英特爾下定決心專注于核心的x86架構(gòu)業(yè)務(wù)。Xscale最終以6億美元的價格賣給了Marvell。時至今日，Marvell的千元Android TD-SCDMA手機依然采用的是當(dāng)初Xscale架構(gòu)的PXA940處理器。

 

盡管其功耗問題一直被人詬病，但微軟對平板以及手機領(lǐng)域的大力支持，讓英特爾重新看到了希望。2011年3月，英特爾發(fā)布了面向平板的Z670處理器，功耗降低至5W以內(nèi)，并表示可以提供Windows、MeeGo和Android多系統(tǒng)支持。2012年1月12日，英特爾發(fā)布了芯片其代號Medfield的Atom芯片Z2460，號稱在功耗和性能上躋身Cortex-A9同一水平行列，同時也確立了以Android為生態(tài)核心進(jìn)軍移動手持終端的路線。

 

此外，在今年下半年，英特爾還計劃推出凌動Z2580工程樣品，這一產(chǎn)品將是凌動Z2460性能的兩倍，最終于2013年上半年推出終端產(chǎn)品。至2014年，英特爾計劃將芯片工藝降至14nm，希望憑借此先進(jìn)工藝一舉超越高通。不過也有方案廠商指出，當(dāng)工藝降到20nm以后，由于散熱點過于集中，發(fā)熱問題很難解決。總的來說，英特爾的加入，讓我們看到行業(yè)格局重新洗牌的契機。