文|智東西 云鵬
編輯|漠影
2022年年底高通第二代驍龍8和聯(lián)發(fā)科天璣9200兩顆旗艦手機(jī)芯片的發(fā)布，一定程度上改變了不少消費者對于“安卓芯片”的固有認(rèn)知。
安卓手機(jī)芯片的部分性能，第一次追上并反超了同年蘋果公司最新的A16芯片，在蘋果一直鮮有對手的“能效比”上，也實現(xiàn)了較為可觀的領(lǐng)先。
根據(jù)媒體實測數(shù)據(jù)，在GPU方面，第二代驍龍8的峰值能效領(lǐng)先蘋果A16的幅度還是比較明顯的，而聯(lián)發(fā)科天璣9200也在GPU峰值性能上也要高于A16，但功耗相對較高。
▲各旗艦手機(jī)芯片GPU負(fù)載能效曲線及能效點（最上方白色曲線為第二代驍龍8，綠色點為蘋果A16，紅色點為天璣9200），來源：極客灣
雖然兩者與A16在CPU理論性能上還有差距，但在考驗CPU和GPU整體性能的游戲?qū)嶋H表現(xiàn)中，第二代驍龍8的功耗表現(xiàn)已經(jīng)與蘋果A16十分接近了，比如在《原神》游戲測試中，第二代驍龍8和A16的功耗都在5W左右。
2012年蘋果A6確立移動芯片霸主地位、高通聯(lián)發(fā)科緊追猛趕的態(tài)勢維持十年后，兩大安卓芯片巨頭終于追了上來。此前由于性能領(lǐng)先幅度過大，蘋果A系芯片一直被不少人調(diào)侃為“外星科技”，今天，蘋果也有了一絲緊迫感。
因此，說2022年是安卓手機(jī)芯片走到“里程碑”的一年也不為過。進(jìn)入智能手機(jī)時代十余年，蘋果A系芯片第一次被安卓芯片反超。
在高通、聯(lián)發(fā)科手機(jī)芯片逆襲蘋果背后，從追趕到反超，今天的成果是如何一步步取得的，在核心技術(shù)層面，他們抓住了哪些關(guān)鍵點？而蘋果面對這兩位老朋友的起勢，能否重奪自己昔日的領(lǐng)先地位，解決芯片團(tuán)隊的“內(nèi)憂外患”？
在智能手機(jī)技術(shù)創(chuàng)新愈見乏力的今天，頂級手機(jī)芯片的較量，或許仍是最大看點。
01.從“火龍”到“神U”，可能只差“幾納米”的事
翻遍各類關(guān)于第二代驍龍8、天璣9200和A16的對比測試，出現(xiàn)頻率最高的一個詞莫過于“能效比”。的確，在今天移動芯片乃至整個芯片賽道各路選手的較量中，能效比都成為了重中之重。
在PC領(lǐng)域，英偉達(dá)的GeForce RTX 4090 GPU在功耗與上代旗艦基本相同的情況下，實現(xiàn)了最高2-3倍的游戲性能提升。高通和聯(lián)發(fā)科的這兩顆旗艦芯片，其GPU的能效比提升也幾乎都接近了50%。
細(xì)看這些能效比表現(xiàn)出色的芯片，他們無一不在制程工藝和芯片架構(gòu)上進(jìn)行了重要升級，這也是高通和聯(lián)發(fā)科芯片能夠?qū)崿F(xiàn)逆襲的關(guān)鍵點。
1、栽過跟頭、吃過甜頭，芯片巨頭與工藝和架構(gòu)相愛相殺
一直以來，半導(dǎo)體芯片制程工藝的進(jìn)步都是推動芯片性能提升的關(guān)鍵因素，而芯片架構(gòu)改進(jìn)則更多考驗的是設(shè)計廠商自己的功底，也是提升芯片性能不可或缺的一環(huán)。
工藝和架構(gòu)對于芯片來說究竟有多重要？從高通在工藝和架構(gòu)上“栽過的跟頭”和“吃過的甜頭”來看，我們已能略知一二。
比如提起高通在芯片工藝上吃過的虧，不少人都會想到“火龍”一詞。從2007年高通首款“驍龍（Snapdragon）”處理器問世以來，“火龍”一直被用來形容在功耗上“翻車”的高通驍龍芯片。
2013年，蘋果發(fā)布了首款64位手機(jī)芯片A7，性能直接翻倍，而聯(lián)發(fā)科芯片的“多核”策略也取得了一定成果。
在種種外部壓力下，高通在2014年選擇做一次激進(jìn)的嘗試，將CPU從4核心一躍升級為8核心，并選擇直接采用Arm公版架構(gòu)，沒有使用自研架構(gòu)，GPU規(guī)格也進(jìn)行了大幅升級，最終做出了驍龍810這顆芯片。
當(dāng)時的臺積電20nm工藝性能似乎無法支持這樣豪華的“堆料”，最終量產(chǎn)后，驍龍810的發(fā)熱量十分驚人，其A57大核的單核功耗甚至可以達(dá)到5W。作為對比，當(dāng)時整顆蘋果A7芯片日常使用的峰值功耗不過5W左右。
當(dāng)年的小米Note頂配版、樂視超級手機(jī)1Pro和Max、索尼Xperia Z4、和HTC one M9等機(jī)型均采用了這款芯片。
初代“火龍”810成為當(dāng)時不少手機(jī)廠商和消費者的共同記憶。
次年，高通匆忙將Arm公版架構(gòu)改為自研的Kryo 64位CPU架構(gòu)，CPU重回4核，同時轉(zhuǎn)向與三星合作，采用了三星14nm FinFET工藝，推出了驍龍820。但不知是否是架構(gòu)工藝同時大改，加之當(dāng)時手機(jī)散熱系統(tǒng)普遍表現(xiàn)不佳，驍龍820在功耗上面依舊表現(xiàn)不佳，一度被稱為“二代火龍”。
時間來到較近的2020年，采用三星5nm工藝的驍龍888，其CPU和GPU功耗大幅提升。相反，同時期一樣采用A78架構(gòu)的聯(lián)發(fā)科天璣8100使用了臺積電5nm工藝，能效比表現(xiàn)則非常優(yōu)秀，甚至被稱為是“一代神U”。
與驍龍888類似，2021年發(fā)布的高通驍龍8與聯(lián)發(fā)科天璣9000幾乎采用了相同的CPU架構(gòu)，在工藝選擇上，驍龍8采用了三星4nm工藝，而天璣9000則使用了臺積電4nm工藝。最終驍龍8又在功耗上翻了車，接下“火龍”衣缽。
當(dāng)然，有翻車的時候，就有走對的時候，在架構(gòu)和工藝上取得優(yōu)勢時，高通這一代芯片也往往會被“封神”。
比如在三星工藝有明顯優(yōu)勢的10nm節(jié)點上，2016年的高通驍龍835在采用三星工藝基礎(chǔ)上，將Arm的A73和A53架構(gòu)“魔改”為自己的Kryo大小核架構(gòu)，結(jié)合自研與公版的優(yōu)勢，實現(xiàn)了45%的CPU功耗下降。驍龍835也成為不少消費者心中的一代神U。
這次逆襲蘋果的第二代驍龍8，其在臺積電4nm工藝迭代的基礎(chǔ)上，將CPU主力的大核調(diào)整為2顆A715+2顆A710的組合，并將GPU進(jìn)行了“擴(kuò)容降頻”，在提升整體性能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了功耗的顯著下降。
縱觀高通驍龍芯片這一路走過來，只要高通不在工藝和架構(gòu)上“玩火”，似乎就不會翻車。工藝和架構(gòu)對于芯片性能表現(xiàn)是起到?jīng)Q定性作用的。
2、贏了工藝，贏了大半
雖然工藝和架構(gòu)的升級往往是同時發(fā)生的，但一些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，工藝的升級所起到的作用往往更為關(guān)鍵，甚至可以說贏了工藝，就贏了大半。
從高通到聯(lián)發(fā)科，整體來看，誰能夠在當(dāng)時的節(jié)點上選擇最成熟、良率最高的工藝，似乎就已經(jīng)成功了大半，贏在了起跑線上，而選擇臺積電還是三星，也成為貫穿手機(jī)芯片發(fā)展中一個始終避不開的關(guān)鍵問題。
其實早年三星與臺積電在工藝方面的博弈是互有勝負(fù)，并非如今的“一邊倒”態(tài)勢，比如蘋果最開始的A系芯片就是由三星代工。
臺積電雖然早在十余年前就開始與蘋果接觸，但最終芯片落地iPhone，是從A8芯片開始。當(dāng)年搭載A8芯片的iPhone 6也被稱為蘋果最暢銷的產(chǎn)品，截至2019年停產(chǎn)共出貨約2.5億臺。
嘗到甜頭的蘋果，與臺積電的關(guān)系更為密切，臺積電也專門為蘋果成立了300人研發(fā)團(tuán)隊，后續(xù)蘋果M1、M2系列芯片在工藝、產(chǎn)能上的“游刃有余”，都與雙方深度的合作密不可分。
近兩年，三星在手機(jī)芯片所青睞的先進(jìn)工藝制程上可以說被臺積電搶盡了風(fēng)頭，也搶盡了訂單。但根據(jù)業(yè)內(nèi)信息，三星正在3nm節(jié)點上努力提升良率，甚至其3nm工藝已經(jīng)開發(fā)至第二代。
手機(jī)芯片工藝之戰(zhàn)，已經(jīng)成為芯片設(shè)計廠商和代工廠商共同參與的一場角逐。
02.憑啥用上先進(jìn)工藝和最新架構(gòu)？
芯片技術(shù)之戰(zhàn)拼的還是人才
既然工藝和架構(gòu)如此重要，那么如何在這兩方面實現(xiàn)突破，進(jìn)而形成自身的優(yōu)勢呢？這對于所有芯片設(shè)計廠商來說，都是一道必答題。
對于這個問題，我們從聯(lián)發(fā)科沖擊高端市場的歷程中或許能夠得到一些答案。
從2019年年底開始，聯(lián)發(fā)科首次發(fā)布“天璣”系列芯片，包括天璣1000、天璣800、天璣700系列，這是聯(lián)發(fā)科第一次正式向高端市場發(fā)起沖擊。
去年天璣9000系列、天璣8000系列芯片的臺積電工藝優(yōu)勢明顯，加之高通因為三星工藝“翻車”，聯(lián)發(fā)科在高端市場聲量方面實現(xiàn)了反超，也有不少安卓廠商都發(fā)布了搭載聯(lián)發(fā)科芯片的旗艦手機(jī)。
國內(nèi)手機(jī)前三強(qiáng)之一vivo在自己最重磅的年度旗艦X90中，出貨量主力X90標(biāo)準(zhǔn)版和X90 Pro都采用了聯(lián)發(fā)科天璣9200，這也是聯(lián)發(fā)科在國內(nèi)市場的一次重要突破。
從天璣1000到天璣8000再到今天的天璣9200，聯(lián)發(fā)科一直緊跟臺積電最新的工藝，并且每年都首批將Arm最新架構(gòu)核心應(yīng)用在自己的芯片中，這幾代旗艦芯片的出色性能表現(xiàn)，與這些策略密不可分。
這背后，聯(lián)發(fā)科做了什么？
實際上，應(yīng)用先進(jìn)工藝，需要聯(lián)發(fā)科自己具備對應(yīng)的技術(shù)能力。如今的芯片代工，早已不是簡單的“fab-lite”代工，芯片的制造生產(chǎn)，需要聯(lián)發(fā)科和臺積電的深度合作。
從市場定義到終端環(huán)節(jié)，雙方需要一直保持密切溝通，從而在品質(zhì)、良率等方面達(dá)到預(yù)期的效果。
有芯片設(shè)計從業(yè)人士曾告訴智東西，想用上臺積電最新的工藝，需要團(tuán)隊去測試工藝的特性，以便有更好的掌握，這要求設(shè)計團(tuán)隊有過硬的中后端能力。能夠第一時間將最新工藝用在自己的產(chǎn)品中，這本身就是一件有門檻的事。
此外，今天不僅芯片在做“定制化”，芯片工藝同樣也在往“定制化”發(fā)展，我們今天經(jīng)常聽到“定制工藝”一詞，這更加要求芯片設(shè)計廠商與代工廠商的深度配合。即使聽起來都是“4nm”，在實際工藝性能上也可能有所不同。
最后，先進(jìn)工藝產(chǎn)能在初期常常是稀缺的，在蘋果提前預(yù)定完絕大部分產(chǎn)能后，留給其他廠商的其實并不多，這也考驗芯片設(shè)計廠商與代工廠商之間是否有建立了深度且穩(wěn)定的合作關(guān)系。
說到合作，本質(zhì)上還是人與人在打交道，聯(lián)發(fā)科芯片能夠緊跟先進(jìn)工藝制程，離不開近年來管理層及人才團(tuán)隊的一系列調(diào)整。
2017年是聯(lián)發(fā)科的關(guān)鍵之年，上一年聯(lián)發(fā)科毛利首次跌破四成，凈利創(chuàng)下四年新低。2017年3月22日，蔡力行成為了聯(lián)發(fā)科的“天降猛男”，與蔡明介共同出任執(zhí)行長，并擔(dān)任集團(tuán)副總裁。
蔡力行此前曾為芯片代工龍頭臺積電的一員大將，從1989年進(jìn)入臺積電以來，他歷任廠長、副總經(jīng)理、執(zhí)行副總經(jīng)理等職，最終做到總裁兼執(zhí)行長，在臺灣半導(dǎo)體業(yè)界有著“小張忠謀”之稱。
知情人士稱，蔡力行的加入，讓聯(lián)發(fā)科與臺積電在先進(jìn)工藝上關(guān)系更穩(wěn)固了。實際上，2017年前后聯(lián)發(fā)科芯片在10nm工藝上的延宕，就與聯(lián)發(fā)科和代工廠商的協(xié)同不夠緊密有關(guān)。
除了工藝制程，在架構(gòu)方面，如何將最新的架構(gòu)用到自己的芯片里，并“調(diào)通”、“調(diào)順”也存在諸多挑戰(zhàn)，解決這些問題，同樣離不開人才。
今天的手機(jī)芯片不僅包括CPU、GPU，作為“SoC”，它還包含了負(fù)責(zé)AI運算的NPU單元、負(fù)責(zé)圖像處理的ISP、負(fù)責(zé)通信的調(diào)制解調(diào)器及射頻模塊等等。手機(jī)芯片設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。
Arm公版架構(gòu)一直是開放的，但能夠利用公版架構(gòu)，將芯片性能做到跟高通平起平坐的，除了聯(lián)發(fā)科和華為海思，別無他家。
在人才團(tuán)隊建設(shè)方面，蔡力行的加入，給團(tuán)隊帶來了新的改變。在他加入后，聯(lián)發(fā)科團(tuán)隊開始呈現(xiàn)“老中青”搭配局面，一些新力量的加入也帶來了各種資源上的優(yōu)勢。
同時，在聯(lián)發(fā)科職業(yè)經(jīng)理人名單中，我們能夠看到多位前臺積電高管，包括前臺積電人力資源處長、前臺積電資深專案處長，此外，我們還能找到高通、英特爾前高管身影。
沒有優(yōu)秀的人才的團(tuán)隊協(xié)作和大量的研發(fā)投入，是不可能第一時間將最新工藝、最新架構(gòu)用在芯片中并第一時間送到消費者手中的，人才無疑是芯片技術(shù)競爭中的焦點，這在蘋果的芯片研發(fā)中也有清晰的體現(xiàn)。
蘋果曾因重金吸納人才而聞名，但同樣因為人才流失而研發(fā)受阻?？梢哉f，這次蘋果在GPU方面的失手，從研發(fā)團(tuán)隊動蕩的角度來看，或許早已成為必然。
外媒The Information從蘋果知情人士處了解到，蘋果本來計劃在iPhone 14 Pro搭載的A16芯片上實現(xiàn)GPU性能的“跨代際飛躍”式提升，但最終步子太大，工藝進(jìn)度也未及預(yù)期，導(dǎo)致耗電量遠(yuǎn)超預(yù)期，被迫放棄。
這也為此次高通、聯(lián)發(fā)科芯片GPU性能雙雙反超蘋果A16埋下了伏筆。
因為A16 GPU性能提升幅度過小，蘋果甚至重組了GPU團(tuán)隊。據(jù)了解，在過去三四年間，蘋果已有數(shù)十名關(guān)鍵人才流向了芯片創(chuàng)企和更成熟的芯片公司。
在可以預(yù)見的未來，蘋果、高通、聯(lián)發(fā)科，乃至英特爾、英偉達(dá)、AMD等芯片巨頭之間的人才爭奪戰(zhàn)必然會持續(xù)上演，甚至愈發(fā)激烈。
03.A17能否助蘋果扳回一城，芯片巨頭大戰(zhàn)來到新階段
安卓手機(jī)芯片的發(fā)展無疑走到了一個里程碑式的節(jié)點，但放眼未來，手機(jī)芯片的較量，還遠(yuǎn)未結(jié)束。
雖然高通在GPU性能和能效比方面反超了蘋果A16，但是在CPU性能方面，不論是第二代驍龍8還是天璣9200，從實際測試成績來看，代數(shù)差距仍然在2代左右。在CPU性能方面，高通和聯(lián)發(fā)科追趕的空間依然很大。
同時，蘋果今年即將率先量產(chǎn)3nm芯片，如果蘋果芯片團(tuán)隊調(diào)整能夠盡快完成回歸正軌，今年下半年見面的A17勢必會成為蘋果的一記重磅大招，高通和聯(lián)發(fā)科的新品能否繼續(xù)保持住當(dāng)下的領(lǐng)先優(yōu)勢，仍是未知數(shù)。
在安卓陣營內(nèi)部，隨著高通回歸臺積電4nm，在工藝制程方面，高通、聯(lián)發(fā)科已經(jīng)站在了同一起跑線上，壓力就來到了芯片架構(gòu)方面，這對于雙方芯片設(shè)計團(tuán)隊，都是更大的考驗。
對于聯(lián)發(fā)科來說，來自高端市場份額進(jìn)一步突破方面的壓力還會更多一些。雖然天璣9000、天璣9200幫助聯(lián)發(fā)科在高端市場走出了關(guān)鍵性的幾步，但就高端市場整體份額來看，高通依然占據(jù)著絕對的主導(dǎo)地位。
在300美元以上價位段安卓智能手機(jī)市場中，高通芯片占比均為第一，并且均大幅領(lǐng)先第二名，在多個高端價位段市場中占比超過七成。
現(xiàn)在聯(lián)發(fā)科芯片在產(chǎn)品性能指標(biāo)上已經(jīng)基本追平，但在消費者認(rèn)知、品牌建設(shè)、市場營銷等方面，還有很多工作要做。
對于聯(lián)發(fā)科來說，現(xiàn)在他們敲開了高端市場的大門，但真正站穩(wěn)高端市場，拿到足夠規(guī)模的高端市場份額，仍非易事。
此外，手機(jī)廠商的砍單潮、芯片庫存的高企，都表明來自智能手機(jī)市場大環(huán)境下行的壓力仍然存在，并且在短期內(nèi)不會明顯緩解。
當(dāng)然，從積極的一面來看，智能手機(jī)市場近年來的疲軟也刺激高通和聯(lián)發(fā)科更加積極地調(diào)整業(yè)務(wù)線，將戰(zhàn)線從智能手機(jī)擴(kuò)展至VR、AR、汽車、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，并且這些新業(yè)務(wù)也在逐漸開枝散葉，帶來營收上的正向反饋。
在未來基于AI的萬物互聯(lián)時代，芯片巨頭們的博弈焦點將不再局限于單一的技術(shù)或產(chǎn)品，而是一種“綜合性競爭”，這種競爭更多會體現(xiàn)在生態(tài)的博弈上。如何面對這些新的挑戰(zhàn)，是每一個玩家迫切需要思考的。
04.結(jié)語：2023，手機(jī)芯片大戰(zhàn)依然可期
擁抱最新工藝、緊跟最新架構(gòu)，雖然我們從兩個有代表性的點嘗試挖掘了安卓芯片崛起背后的秘密，但高通和聯(lián)發(fā)科逆襲背后，還有太多細(xì)節(jié)故事我們無法一一涉及，手機(jī)芯片是集合了全球科技領(lǐng)域最先進(jìn)技術(shù)的集大成者，背后的“門道”絕非三言兩語可以說清說透。
如今，智能手機(jī)市場進(jìn)入存量收縮階段，產(chǎn)品向高端化、精品化發(fā)展，嚴(yán)冬中廠商們更多將目光聚焦于利潤較高的高端產(chǎn)品。旗艦手機(jī)芯片大戰(zhàn)仍將是被擺在臺面上的、一場引人注目的較量。
聯(lián)發(fā)科穩(wěn)坐手機(jī)芯片出貨總量第一，沖擊高端市場，高通穩(wěn)坐高端市場第一，積極拓展中低端，這一來一往，讓手機(jī)芯片市場好不熱鬧。蘋果“回血”后的表現(xiàn)令人期待，而華為的5G芯片能否回歸，仍然充滿未知數(shù)。
未來的手機(jī)芯片大戰(zhàn)，依然可期。