5G手機(jī)高端芯片主流產(chǎn)品的介紹

本產(chǎn)品是國內(nèi)首創(chuàng)自主研發(fā)的高質(zhì)量二維氮化硼納米片，成功制備了大面積、厚度可控的二維氮化硼散熱膜，具有透電磁波、高導(dǎo)熱、高柔性、低介電系數(shù)、低介電損耗等多種優(yōu)異特性,解決了當(dāng)前我國電子封裝及熱管理領(lǐng)域面臨的“卡脖子”問題，擁有國際先進(jìn)的熱管理TIM解決方案及相關(guān)材料生產(chǎn)技術(shù)，是國內(nèi)低維材料技術(shù)領(lǐng)域頂尖的創(chuàng)新型高科技產(chǎn)品。

5G高端芯片2021對決：天璣9000 VS 驍龍8 VS A15

2021年已經(jīng)接近尾聲，5G芯片大戰(zhàn)在最近一周進(jìn)入了密集爆發(fā)期。11月19日，芯片大廠聯(lián)發(fā)科搶先發(fā)布5G旗艦芯片天璣9000，打響了高端旗艦手機(jī)的芯片之戰(zhàn)。11月30日，在2021驍龍技術(shù)峰會期間，高通技術(shù)公司推出全新頂級5G移動平臺——全新一代驍龍8移動平臺。再回到9月15日，蘋果發(fā)布新款5G旗艦iPhone13系列搭載A15芯片，采用5nm制程，集成150億晶體管，5G高端芯片市場風(fēng)云再起。

數(shù)據(jù)顯示，在剛剛過去的10月份，在iPhone13系列的鼎力支持下，蘋果重返中國市場第一，同時以193萬臺的銷量成為了今年雙十一期間的單品銷量冠軍。近期，知名調(diào)研機(jī)構(gòu)Countpoint公布了全球第三季度手機(jī)市場最新情況。三星出貨量6930萬臺，位居全球第一，市場份額達(dá)到20%，蘋果手機(jī)出貨量4800萬部，同比增長15%，位列第二，全球市場份額14%。小米由于芯片短缺，手機(jī)出貨量環(huán)比下滑15%，市場份額13%。根據(jù)Strategy Analytics研究報告，2021年第二季度，高通、聯(lián)發(fā)科、蘋果占據(jù)全球智能手機(jī)應(yīng)用處理器市場營收份額前三名，份額分別為36%、29%、21%。今年9月份，采用臺積電5nm工藝的A15芯片橫空出世，蘋果A15芯片的CPU高出競爭對手50%，4核的GPU性能高出競爭對手30%。11月30日，采用4nm制程工藝的高通驍龍8Gen1的發(fā)布，顯然也是對標(biāo)蘋果，在驍龍888性能上實現(xiàn)大幅度跨越。據(jù)悉，驍龍8 Gen1采用三星4nm工藝打造，使用ARMv9架構(gòu)的芯片，CPU為基于Cortex-X2+A710+A510的8核3.0GHz Kryo，性能提升20%、能耗減少最多30%，GPU性能提升30%、能耗減少25%、AI運(yùn)算性能增至4倍，支持光線追蹤，支持8K 30P HDR視頻錄制、集成徠卡濾鏡等。而在11月19日，聯(lián)發(fā)科搶先發(fā)布了天璣9000，這款芯片采用臺積電的4nm工藝，此前聯(lián)發(fā)科和臺積電合作關(guān)系緊密，先后合作過高端的天璣1000、中端的天璣800系列，都獲得市場不錯的反響。從工藝角度，臺積電代工的4nm工藝似乎更勝三星代工的4nm芯片一籌。

兩款產(chǎn)品都采用8核的架構(gòu)，聯(lián)發(fā)科表現(xiàn)在CPU主頻和GPU提升方面具備一定優(yōu)勢。

微博上，知名博主曝光搭載驍龍8 Gen1芯片的realme跑分達(dá)到1025215分，領(lǐng)先天璣9000大約17819分，綜合性能勝出。

高通在5G傳輸領(lǐng)域較有優(yōu)勢，表現(xiàn)為高通8Gen1平臺實現(xiàn)雙頻段支持。天璣9000支持最新的3GPP R16標(biāo)準(zhǔn)，頻段方面目前僅支持Sub 6GHz，不支持毫米波。在5G性能方面，天璣9000搭載基于3GPP R16的M80基帶，支持300MHz 3重載波聚合下行，下載速率最高可達(dá)7Gbps。天璣9000支持藍(lán)牙5.3、WiFi 6E 2X2 MIMO及最新藍(lán)牙LE Audio。

5nm制程的驍龍888曾經(jīng)發(fā)熱嚴(yán)重，新一代的驍龍8Gen1芯片怎樣解決這個痛點問題呢？4nm芯片工藝，Ziad Asghar認(rèn)為主要看三個因素：第一是工藝制程和晶體管；第二是IP的質(zhì)量，第三是架構(gòu)。驍龍8Gen1芯片在后面兩者表現(xiàn)優(yōu)秀。行業(yè)專家對記者表示，現(xiàn)在消費(fèi)者非常精明，換機(jī)更看重5G手機(jī)帶來的應(yīng)用體驗。移動攝影的提升，抖音帶動的視頻應(yīng)用體驗和游戲體驗而來，消費(fèi)者不僅觀看視頻，還有制作高清短視頻和分發(fā)視頻的需求，這都要求旗艦手機(jī)具備高運(yùn)算力、高內(nèi)存和大帶寬。還有AI作為驅(qū)動元宇宙底層技術(shù)，其能力提升也會帶來進(jìn)一步體驗的改變。

作為5G旗艦芯片，高通8Gen1和天璣9000在這些方面做了哪些PK呢？高通在攝像頭體驗?zāi)贸鼋^活，驍龍8Gen1配備18位圖像信號處理器，與驍龍888上的14bit Spectra相比，可以處理4000倍的數(shù)據(jù)，令該設(shè)備每秒捕捉32億像素。此外，它可以同時處理三個3600萬像素攝像頭的視頻流，不出現(xiàn)延遲。天璣9000搭載第七代Imagiq影像芯片采用硬件級三核設(shè)計，最高支持到3.2億像素攝像頭以及3枚3200萬像素三攝組合；視頻拍攝上還能支持到最高3路4K HDR視頻的同時拍攝。同時處理18Bit HDR視頻，且三攝均支持三重曝光。

圖：聯(lián)發(fā)科天璣9000

近期，自Facebook提出元宇宙的愿景，硬件廠商英偉達(dá)（Nvidia）專門推出了虛擬協(xié)作平臺Omniverse，游戲公司Roblox、Epic Games多家公司上市融資成功，還有大廠谷歌、亞馬遜、迪士尼等巨頭，都進(jìn)行了元宇宙的戰(zhàn)略布局。元宇宙的概念爆火，作為元宇宙的底層技術(shù)，AI能力如何賦能旗艦芯片推進(jìn)應(yīng)用落地？

以目前銷量最火的iPhone 13 Pro 和 iPhone 13 Pro Max為例，這兩款手機(jī)配備五核 GPU。5核的GPU讓手機(jī)圖形處理性能提升30%。蘋果iPhone 13 Pro還可以驅(qū)動更高性能的游戲，A15芯片具備16核“神經(jīng)引擎”，AI算力高達(dá)15.8TOPS，這種電路專用于使用當(dāng)今的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)加速人工智能任務(wù)，對多種任務(wù)實現(xiàn)支持，包括Siri 的合成語音、識別照片中的信息、專注于照片中的人臉以及使用面容 ID 解鎖手機(jī)。在生態(tài)合作伙伴陣線，5G旗艦芯片的首發(fā)也是一種較量。在12月1日現(xiàn)場，小米CEO雷軍宣布旗艦小米12將首發(fā)采用驍龍8Gen1平臺，為全球用戶帶來最佳移動體驗。榮耀終端有限公司產(chǎn)品線總裁方飛指出，榮耀即將發(fā)布的下一代旗艦手機(jī)也將會首批搭載全新一代驍龍8移動平臺。榮耀將進(jìn)一步釋放驍龍8移動平臺行業(yè)領(lǐng)先的通信、性能、影像和AI能力，帶來更極致的科技創(chuàng)新體驗。現(xiàn)場高通驍龍8平臺的全球OEM廠商和品牌合作伙伴，還包括vivo、Redmi、realme、OPPO、一加、努比亞、iQOO、黑鯊、索尼、夏普以及Motorola。商用終端預(yù)計將于2021年底面市。聯(lián)發(fā)科尚未就天璣9000宣布合作伙伴。從網(wǎng)上資料顯示，多家手機(jī)廠商對聯(lián)發(fā)科天璣9000進(jìn)行測試，這款重磅芯片有望進(jìn)入品牌廠商的旗艦手機(jī)配置。商用終端，業(yè)內(nèi)給出的預(yù)期是2022年第一季度。未來兩大芯片的最新旗艦手機(jī)的落地應(yīng)用情況，后續(xù)為大家?guī)磉B續(xù)報道。

什么是5G?

一

定義

“5G”一詞通常用于指代第5代移動網(wǎng)絡(luò)。5G是繼之前的標(biāo)準(zhǔn)（1G、2G、3G、4G 網(wǎng)絡(luò)）之后的最新全球無線標(biāo)準(zhǔn)，并為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供更高的帶寬。除其他好處外，5G有助于建立一個新的、更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯(lián)網(wǎng)”的設(shè)備爆炸式增長的連接——該網(wǎng)絡(luò)不僅可以連接人們通常使用的端點，還可以連接一系列新設(shè)備，包括各種家用物品和機(jī)器。

公認(rèn)的5G優(yōu)勢是：

?具有更高可用性和容量的更可靠的網(wǎng)絡(luò)

?更高的峰值數(shù)據(jù)速度（多Gbps）

?超低延遲

與前幾代網(wǎng)絡(luò)不同，5G網(wǎng)絡(luò)利用在26GHz 至40GHz范圍內(nèi)運(yùn)行的高頻波長（通常稱為毫米波）。由于干擾建筑物、樹木甚至雨等物體，在這些高頻下會遇到傳輸損耗，因此需要更高功率和更高效的電源。

5G部署最初可能會以增強(qiáng)型移動寬帶應(yīng)用為中心，滿足以人為中心的多媒體內(nèi)容、服務(wù)和數(shù)據(jù)接入需求。增強(qiáng)型移動寬帶用例將包括全新的應(yīng)用領(lǐng)域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗，超越現(xiàn)有移動寬帶應(yīng)用所支持的水平。

二

毫米波是關(guān)鍵技術(shù)

毫米波通信是未來無線移動通信重要發(fā)展方向之一，目前已經(jīng)在大規(guī)模天線技術(shù)、低比特量化ADC、低復(fù)雜度信道估計技術(shù)、功放非線性失真等關(guān)鍵技術(shù)上有了明顯研究進(jìn)展。但是隨著新一代無線通信對無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)提出新的長距離、高移動、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應(yīng)用場景的需求，針對毫米波無線通信的理論研究與系統(tǒng)設(shè)計面臨重大挑戰(zhàn)，開展面向長距離、高移動毫米波無線寬帶系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，已經(jīng)成為新一代寬帶移動通信最具潛力的研究方向之一。

毫米波的優(yōu)勢：毫米波由于其頻率高、波長短，具有如下特點：

頻譜寬，配合各種多址復(fù)用技術(shù)的使用可以極大提升信道容量，適用于高速多媒體傳輸業(yè)務(wù)；可靠性高，較高的頻率使其受干擾很少，能較好抵抗雨水天氣的影響，提供穩(wěn)定的傳輸信道；方向性好，毫米波受空氣中各種懸浮顆粒物的吸收較大，使得傳輸波束較窄，增大了竊聽難度，適合短距離點對點通信；波長極短，所需的天線尺寸很小，易于在較小的空間內(nèi)集成大規(guī)模天線陣。

毫米波的缺點：毫米波也有一個主要缺點，那就是不容易穿過建筑物或者障礙物，并且可以被葉子和雨水吸收，對材料非常敏感。這也是為什么5G網(wǎng)絡(luò)將會采用小基站的方式來加強(qiáng)傳統(tǒng)的蜂窩塔。

什么是TIM熱管理?

定義

熱管理？顧名思義，就是對“熱“進(jìn)行管理，英文是：Thermal Management。熱管理系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)以及國防等各個領(lǐng)域，控制著系統(tǒng)中熱的分散、存儲與轉(zhuǎn)換。先進(jìn)的熱管理材料構(gòu)成了熱管理系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而熱傳導(dǎo)率則是所有熱管理材料的核心技術(shù)指標(biāo)。

導(dǎo)熱率，又稱導(dǎo)熱系數(shù)，反映物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力，按傅立葉定律，其定義為單位溫度梯度（在1m長度內(nèi)溫度降低1K）在單位時間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量。熱導(dǎo)率大，表示物體是優(yōu)良的熱導(dǎo)體；而熱導(dǎo)率小的是熱的不良導(dǎo)體或為熱絕緣體。

5G手機(jī)以及硬件終端產(chǎn)品的小型化、集成化和多功能化，毫米波穿透力差，電子設(shè)備和許多其他高功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到散熱問題的嚴(yán)重威脅。要解決這個問題，散熱材料必須在導(dǎo)熱性、厚度、靈活性和堅固性方面獲得更好的性能，以匹配散熱系統(tǒng)的復(fù)雜性和高度集成性。