4nm之年:聯發科搶局與高通背水一戰

2022-01-11
作者 黃燁鋒,國際電子商情(ESMC )

4nm普遍被看作5nm至3nm發展的過渡之作。對台積電而言的確如此,N4屬於N5製程的同代延伸,用以填補N5和N3之間的市場空白...

從Counterpoint Research發佈2021年第三季的智慧型手機應用處理器(AP SoC)市場報告來看,基於出貨量資料,聯發科(MTK)市佔達到40%。前不久的天璣9000發佈會上,聯發科也提到了類似的資料。

雖說觀察季度環比變化,聯發科的市場份額相比第二季是小有下降的,但從更廣的時間跨度來看:2020年第二季,智慧型手機AP SoC市場上聯發科的比重還只有30%,略低於高通(Qualcomm)的31%;跨過5個季度之後,聯發科吃下的市場還是相當出人意料。

 

(來源:Counterpoint Research)

 

其他市場參與者這一季度的表現包括,高通的市場份額為27%:實際上高通在這一市場上更多的是止步不前;而且單就高通的季報來看,高通在手機AP SoC市場的表現也還算不錯。與此同時,海思、三星(Samsung)丟掉的市場不少。另一個市場增量不可小覷的力量是紫光展銳:2020年第二季的市場份額僅有4%,到2021年第三季已經來到了10%。前不久中國(上海)積體電路創新峰會的儲存技術論壇上,展銳在問答環節也提出類似的資料,還是讓人頗為驚訝。

這一市場高通與聯發科的兩強爭霸局面已經形成,只不過新的一年對高通而言可能會更加艱難。

高通4nm市場的背水一戰

由於3nm製程節點的集體延後,今年是幾乎無望看到3nm晶片問世——包括iPhone 14也趕不上3nm量產。最早上市的3nm晶片需要等到明年一季,所以2022年的頂尖製程,將以4nm為主。

拋開Intel 4 (原Intel的7nm製程)可望在今年下半年問世不說,4nm的主流製造技術仍然來自三星和台積電(TSMC)。但即便都稱4nm,兩者的技術也還是存在較大差異。

 

 

4nm普遍被看作5nm至3nm發展的過渡之作。對台積電而言的確如此,N4屬於N5製程的同代延伸,用以填補N5和N3之間的市場空白。但對三星Foundry而言就不是這樣了:三星的製程路線圖上可明確看到,4LPE乃是7LPP的完整製程演進;很多人不知道的是,5LPE才是三星的過渡製程。因為三星4nm製程是確實存在電晶體的pitch scaling,雖然變化算不上很大。

但由於三星在5nm節點上的顯著落後,即便在4nm節點上做了pitch scaling,外加scaling booster,也難以在實際的性能與功耗表現上和台積電4nm製程相較。這一點從極客灣已公開的聯發科天璣9000 vs. 高通Snapdragon 8 Gen 1測試資料就能看得出來。高通今年的手機晶片旗艦Snapdragon 8 Gen 1在能效表現上很不理想,這與三星4nm製程有相當大的關係。

 

(來源:極客灣)

 

這為高通手機SoC晶片新一年的發展埋下了隱患。SemiAnalysis前不久剛結了台積電尖端製程的客戶關係,其中提到蘋果(Apple)、聯發科、AMD與台積電合作密切,享受的供應鏈待遇也更為與眾不同;而Nvidia、高通這類客戶更傾向於採用多供應商的思路。這個思路本身沒什麼問題,但這兩年高通將Snapdragon 800系列旗艦晶片製造也全面轉向了三星foundry,被業界認為是走錯的重要一步,雖然可能三星方面也給出了一些優惠政策。

不過上個月「手機晶片達人」消息傳出,台積電已經投片N4製程的Snapdragon 8 Gen 2,預計會在2022年中量產出貨。Snapdragon 8 Gen 2在設計上預計會是Gen 1的改款,未知是否會對現狀造成扭轉。只是在此之前,高通的日子預計會很不好過。

不過在AP SoC方面,高通仍有個殺手鐧尚未使出,即2021年收購完成的Nuvia。Nuvia的CPU IP被認為是有機會與蘋果一戰的重要技術資產,不過Nuvia的成果轉化最早也需要等到2023年,這就讓高通2022年一整年可能都會相對被動。

 

 

但高通也有自己的優勢,除了像Adreno GPU絕對性能彪悍之類的技術強項,5G技術是其另一個強項。同樣是Counterpoint Research的資料,高通在智慧型手機5G基頻市場上的佔有率為62%,當然這和iPhone 13系列係數採用高通5G數據機(modem)晶片也有很大的關係。

聯發科爭搶高階市場的絕佳時機

實際上,Counterpoint的分析師認為,高通的雙foundry策略為其帶來了營收方面9%的季度同比成長。與此同時,筆者先前多次提到過高通在5G手機市場上有著從5G數據機到天線(Antenna)端到端完整解決方案的先發優勢。

另外,在品牌認知上,高通Snapdragon多年以來都是手機市場「高階」和「旗艦」的代名詞,這也是很難在一朝一夕間發生扭轉的,前述提供的市佔資料特指的是出貨量(shipments),而非銷售額。

援引Strategy Analytics的資料,從營收的角度來看,2021年第三季全球智慧型手機AP市場規模達83億美元,同比成長17%。佔據第一的仍然是高通,其營收佔比為34%;第二是蘋果,佔比28%;第三才是聯發科,27%。

Strategy Analytics在報告中提到,高通、聯發科和展銳在出貨量和營收方面都實現了兩位數的成長。對高通和聯發科而言,海思的離開是成長主因;對展銳而言,其3G、4G AP出貨量漲勢顯著——榮耀、Realme、摩托羅拉(Motorola)甚至三星Galaxy A系列現在都能看到展銳晶片的身影。

與此同時,高通Snapdragon 888/888+雖然口碑不算很好,但仍然是2021年第三季賣得最好的旗艦級手機AP。可見高階市場被高通佔據仍是不爭的事實。在海思暫離這一市場之外,手機SoC面臨洗牌,聯發科前不久在全球及中國市場分別召開發佈會,以前所未有的宣傳攻勢熱推天璣9000晶片——這是睽違多年以來,聯發科終於又打算重回手機旗艦晶片領域爭奪戰的開局。

先前筆者曾提到過天璣9000晶片對於聯發科而言意味著什麼。在出貨量逐漸佔據領先,而且如前所述在旗艦市場上,未來半年到一年的時間(4nm之年)都將是高通弱勢的重要時間,恰是聯發科趁勢搶攻高階智慧型手機市場的機會。

聯發科近兩年在市場和技術方面的投入力度都是前所未見的,包括在人工智慧(AI)、繪圖運算、5G等方面,比如在GPU IP尚未準備就緒之際,就已經在和騰訊遊戲、Arm等夥伴合作共推行動平台的光線追蹤標準;以及更早在天璣9000佈局5G R16的特性等等,這些都是聯發科意欲擴大市場的技術準備。

這不由讓人聯想到2015年前後,聯發科曾期望藉由Helio X系列產品走向高階的嘗試,但並未獲得實質上的成功。天璣9000此刻對聯發科而言也肩負了意義非凡的重要使命,起碼在與Snapdragon 8 Gen 1的先頭宣傳攻勢裡,聯發科在數位產品愛好者市場上奠定了相當的口碑。

明年競爭格局的變數

預計到2023年,高通的高階與旗艦系列手機AP SoC將全面轉向台積電,所以今年對聯發科搶佔高階市場而言就顯得格外重要。另一個更具挑戰性的事實是:Nuvia的技術成果很快就要轉為實際的晶片。高通於2021年3月完成對Nuvia的收購,2021年11月,高通在Investor Day上表示預計2022年下半年測試晶片送樣,2023年大規模量產。

當然Nuvia的設計主要會應用於Windows筆記型電腦晶片,但若其技術成果流向手機晶片應當也不會讓人意外,就像蘋果A系列與M系列晶片本質上共用核心IP一樣。原Nuvia雖並未有實際晶片問世,但在這家公司創立之初就提到可達成高於蘋果晶片性能和能效的水準。而且Nuvia的三名創始人來頭都不小,其中Gerard Williams乃是蘋果CPU團隊的首席架構師(Chief Architect),曾領銜蘋果A7到A12晶片大核心設計。2019年12月,蘋果還狀告Gerard Williams,稱其違反合約,擅自創辦企業、挖角旗下員工等。

這其實能夠一定程度顯示Nuvia是有將高通重新帶回自研CPU IP正軌,且與蘋果競爭的基礎。屆時聯發科要和高通正面在高階市場上競爭,恐怕會有更大的挑戰性。2022~2023這兩年的手機AP SoC市場,大概會有各路好戲持續上演。

本文原刊登於國際電子商情網站

 

 

 

 

 

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