手機(jī)關(guān)鍵芯片代工進(jìn)入“雙巨頭時代”

對于絕大多數(shù)的國家與地區(qū)而言，芯片制造技術(shù)才是制約本國芯片技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵的技術(shù)之一，很多國家芯片產(chǎn)業(yè)的短板就是芯片制造，包括美國。目前，臺積電、三星兩家代工巨頭幾乎壟斷了手機(jī)關(guān)鍵芯片代工市場。

行業(yè)分析機(jī)構(gòu)Counterpoint數(shù)據(jù)顯示，2022年Q1臺積電生產(chǎn)了約70%的智能手機(jī)關(guān)鍵芯片，三星則占據(jù)全球智能手機(jī)芯片約30%的份額。當(dāng)前，隨著芯片工藝升級逐漸放緩，芯片架構(gòu)鮮有突破，手機(jī)關(guān)鍵芯片代工進(jìn)一步呈現(xiàn)集中化、壟斷化發(fā)展趨勢。

臺積電、三星壟斷高端手機(jī)芯片代工

根據(jù)Counterpoint的Foundry and Chipset Tracker的數(shù)據(jù)，2022年第一季度全球智能手機(jī)芯片(SoC/AP+基帶)出貨量同比下降5%，受到季節(jié)性因素、中國在城市封鎖期間需求下滑以及2021年第四季度部分芯片供應(yīng)商的過多出貨量的影響。然而，出貨下降的影響被強(qiáng)勁的收入增長所抵消，隨著芯片單價升高以及在更高價的5G智能手機(jī)中滲透率的增加，全球芯片收入在2022年第一季度同比錄得了23%的穩(wěn)健增長。全球最大的代工廠臺積電生產(chǎn)了約70%的智能手機(jī)關(guān)鍵芯片，從完整的片上系統(tǒng)(SoC)到獨(dú)立應(yīng)用處理器(AP)和基帶。三星代工廠是僅次于臺積電的第二大代工廠，占據(jù)全球智能手機(jī)芯片約30%的份額。

圖1：2022年Q1,全球智能手機(jī)新品(AP/SOC/基帶)出貨份額–根據(jù)代工廠劃分

資料來源：Counterpoint的Foundry和AP/SoC服務(wù)

注：總出貨量包括AP/SoC和獨(dú)立基帶

高級研究分析師Parv Sharma在評論智能手機(jī)領(lǐng)域的代工前景時表示：導(dǎo)致智能手機(jī)先進(jìn)芯片的雙頭壟斷。臺積電和三星代工共同控制了整個智能手機(jī)芯片市場，臺積電在制造規(guī)模和市場份額方面是三星的兩倍多，并且其的CAPEX支出遠(yuǎn)高于競爭對手，另外臺積電計劃于2021-2023年間投資1000億美元用于5/4nm和3nm芯片制造設(shè)施、WFE、3D封裝，并增加5/4nm和28nm的生產(chǎn)以滿足不斷增長的需求。從而使其在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)中占據(jù)更大份額。

由于高通選擇三星代工制造X60基帶，以及聯(lián)發(fā)科智能手機(jī)芯片出貨量也在每年下降。2022年第一季度使用臺積電制造的智能手機(jī)芯片的出貨于去年相比下滑了9%。然而，高通的dual sourcing戰(zhàn)略將在2022年為臺積電增加更多的銷量。此外，高通、蘋果和聯(lián)發(fā)科的4nm旗艦產(chǎn)品的增加將幫助臺積電在2022年占領(lǐng)更多智能手機(jī)芯片的份額。

目前臺積電占據(jù)了智能手機(jī)芯片的先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)(4nm、5nm、6nm和7nm)65%的份額。其于2022年第一季度開始量產(chǎn)其領(lǐng)先的4nm工藝節(jié)點(diǎn)和聯(lián)發(fā)科的Dimensity 9000 SoC。由于高通公司未來基于4nm的Snapdragon 8+ Gen1 SoC的dual sourcing戰(zhàn)略，臺積電基于4nm節(jié)點(diǎn)的智能手機(jī)芯片出貨量預(yù)計將有更進(jìn)一步的增長?！?/span>

圖2：領(lǐng)先工藝節(jié)點(diǎn)的智能手機(jī)芯片全球市場份額

資料來源：Counterpoint的Foundry和AP/SoC服務(wù)

高級分析師JenePark在評論三星Foundry的表現(xiàn)時表示：“得益于高通和三星半導(dǎo)體內(nèi)部的Exynos芯片部門，三星Foundry占據(jù)了全球智能手機(jī)芯片出貨量的30%左右。盡管領(lǐng)先的4nm工藝節(jié)點(diǎn)的良率相對較低，但三星代工以十分穩(wěn)健的60%的份額引領(lǐng)了領(lǐng)先工藝節(jié)點(diǎn)4nm和5nm的智能手機(jī)芯片出貨量，其次是臺積電，在2022年第一季度占據(jù)40%的份額。三星的4nm出貨量Foundry由Qualcomm Snapdragon 8 Gen1推動，僅在一個季度內(nèi)，它就在三星Galaxy S22系列中獲得了超過75%的份額。三星代工廠還受益于更新的基于5nm的中端5G芯片Exynos1280，用于其更大容量的Galaxy A53和A33智能手機(jī)。然而，不確定的全球宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境、潛在的庫存調(diào)整以及來自高通的dual sourcing戰(zhàn)略可能會給三星代工的整體市場份額以及領(lǐng)先節(jié)點(diǎn)帶來壓力。

臺積電芯片代工工藝略勝一籌

近日，有消息稱高通將全面轉(zhuǎn)向臺積電，并且最新的驍龍7系新平臺正在測試中，將使用臺積電的4nm工藝制程，并且爆料人還表示，明年中高端手機(jī)都是臺積電工藝，驍龍7系芯片也可以主打性能。預(yù)計高通將來會發(fā)布驍7+?Gen?1和驍龍7?Gen?2等迭代款芯片。

驍龍7?Gen?1芯片發(fā)布于今年的5月份，基于三星4nm制程工藝打造，擁有四個主頻為2.4GHz的A710大核和四個A510能效核。配備Adreno?662?GPU，性能相較前代擁有20%的提升。同時配備了X62?5G調(diào)制解調(diào)器，能夠?qū)崿F(xiàn)4.4Gbps下載速度和雙5G連接。支持WiFi-6E和藍(lán)牙5.3，還支持高達(dá)16GB的LPDDR5?RAM。

驍龍780G?5G芯片發(fā)布于2021年3月，采用三星5nm工藝，擁有一個2.4GHz的?A78核心，三個2.2GHz的A78核心，以及四個1.9GHz的A55核心。高通方面表示CPU提升幅度高達(dá)45%，主要是大核心提升以及采用的新微架構(gòu)。支持?LPDDR4X-2133MHz內(nèi)存。配備了Adreno?642?GPU，相比上一代提升50%，其圖形驅(qū)動支持OTA更新。

從參數(shù)上來看，這兩款芯片其實(shí)并不弱，主要的原因還是出在了三星的工藝上。此前三星5nm工藝對比臺積電5nm工藝在晶體管密度這塊就相差了35%。因此，就連英偉達(dá)就宣布下一代40系顯卡將采用臺積電的N4工藝打造，不帶三星玩了。而之前三星就已經(jīng)陷入了良率困境，據(jù)傳言稱三星的4nm工藝的良品率僅有35%，低到高通和英偉達(dá)都無法接受，因此三星在內(nèi)部徹查用于提升良品率的資金流向。

這在驍龍8和驍龍8+上體現(xiàn)的淋漓盡致，眾所周知，去年高通發(fā)布了驍龍8?Gne1處理器，由于其糟糕的能效比以及溫度控制，導(dǎo)致在市場上反響糟糕，甚至就連手機(jī)用戶都“談龍色變”。這也讓曾經(jīng)一度被高通壓制的聯(lián)發(fā)科有了翻身的機(jī)會，推出的天璣9000憑借優(yōu)秀的性能以及良好的溫度表現(xiàn)受到不少用戶的青睞。

但高通做足準(zhǔn)備提前釋出了驍龍8+?Gen1，可說到底驍龍8+僅僅只是驍龍8的升級款，甚至連架構(gòu)都沒有任何改變，依舊保持一顆X2超大核，三顆A710大核以及四顆A510的三叢集結(jié)構(gòu)，不同的是每個叢集均提升了0.2GHz。但因?yàn)轵旪?+轉(zhuǎn)由臺積電代工，采用臺積電的4nm工藝制程打造。官方宣稱驍龍8+對比驍龍8在SoC的能耗方面降低了15%，GPU能耗降低了30%，CPU的能效則提升了30%之多。