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纯国产先进手机Soc要来了！
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出品 | 科技智谷
近期国产芯片终于迎来了一个好消息。据相关人士最新透露，国际通信巨头、国内手机行业头部品牌华为已经基本解决了5G相关难题，预计在2023年正式推出5G版的手机产品。同时还透露到，备受关注的麒麟芯片或在明年下半年迎来突破，或许在未来一两年将会看到新的麒麟芯片上市。
众所周知，由于制裁的原因，导致华为即便在5G技术上具备领先优势（市调机构GlobalData将华为的5G核心产品组合列为全球第一），却依旧无法使用并制造5G设备，同时由于芯片代工问题，使得已跨入先进手机Soc的海思麒麟芯片“断更”。
目前，华为已基本解决了5G相关问题（如射频天线），但是目前全球能够生产（代工）最先进芯片（甚至已来到3nm工艺）的三星与台积电受制于政治无法代工，而目前国内已知最先进的生产工艺为14nm，欲以此工艺打造芯片不说与旗舰芯片竞争，与其低端芯片也存在性能上的差异，麒麟芯片引来突破结合此前华为申请的芯片叠加技术专利来看，短时间内恢复生产中端的麒麟芯片仍有可能，如若成功，国产先进Soc或许将不在被卡脖子。
01
国产5G时机成熟
中国通信发展先后经历了 1G 模拟话音时代（1980-1990 年）、2G 数字话音/低速数据时代（1991-2000 年）、3G 语言/数据/互联网（2001-2010 年）时代、4G 数据主导/Apps/高速移动时代（2011 年至今）。目前已经迈进以海量连接、超大带宽及超低时延技术特征为代表的 5G 时代。
在5G基础设施层面，我国是处于世界领先地位的。2019年以来，我国5G基站建设数量快速增长，截至2截至2022年2月份末，我国5G基站总数达150.6万个，占移动基站总数的15%。其中，2022年仅1、2月份新建5G基站便高达8.1万个。得益于5G基站的高覆盖率，我国5G用户规模得到了指数式增长，2022年2月份末，5G移动电话用户达3.84亿户，比2021年末净增2905万户，占移动电话用户总数的23.3%。
在上游的核心零部件上，我国5G产业国产替代化也在进一步提升。以射频器件为例，所谓射频芯片是指能将射频信号和数字信号进行转化的芯片，是通信的核心，决定了移动终端可以支持的通信模式、接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要指标，直接影响着用户体验，也是华为在5G芯片上被卡脖子的地方。
其中射频器件中最重要的组件是滤波器，而滤波器又分为传统SAW滤波器和BAW滤波器，其中传统SAW滤波器几乎被日本厂商垄断，Murata、TDK、太阳诱电等几家公司占据全球市场份额80%以上，BAW滤波器市场则被博通和Qorvo垄断，但即便如此，在国内仍有具有一定产能规模的滤波器企业，例如武汉凡谷、大富科技、东山精密、春兴精工等等。
而在更上游的5G化工材料上，则国产替代化更为明显。例如括光固化涂料（光纤光缆涂覆用）、高纯四氯化硅（光纤预制棒用）、PTFE（高频高速PCB 板用）、LCP/mPI（FPC 天线和基站振子用）、PI（石墨散热片用）、陶瓷背板/PC 和 PMMA 复合板（背板材料用）、胶粘剂（导电导热及 UV压敏胶等电子用胶）这些高端化工新材料，目前国产占比的比例也高于10%。
或许也正是在5G国产替代化打通了每一个环节，才让华为有希望打破封锁，生产制造5G产品。
02
芯片堆叠孕育新麒麟？
解决了5G问题，当中造出一颗先进的手机Soc的最后一个问题便是芯片制造难题，毕竟目前全世界也就只有三星与台积电完全掌握了先进制造工艺（14nm及其以下），而国内即便已量产了14nm工艺，但与三星的3nm（本质上是7nm的改良，不如台积电的5nm）、台积电的4nm存在较大的制程代差，而芯片堆叠技术则可以帮助其性能接近7nm制程的芯片，至少在中端市场还有一战之力。
正所谓英雄所见略同，华为与苹果两大巨头均对芯片堆叠技术有过深入的构想与研究。6月，华为曝光了一个“双芯叠加”专利，根据华为曝出的专利来看，华为这种“双芯叠加”专利确实能够大大提升14nm芯片的性能，据传可比肩7nm芯片的性能。而芯片堆叠技术对芯片性能的提升是明显的，以苹果的M1 Ultra为例，简单理解，苹果借助M1 Max中隐藏的芯片互连模块，通过Ultra Fushion封装架构把两块M1 Max芯片合二为一，就成了M1 Ultra。据悉，M1 Ultra晶体管数量达到1140亿颗（M1 Max为570亿颗）；拥有20核CPU，对应16个高性能内核和4个高效率内核（M1 Max为10核），在未提升工艺的情况下实现了M1 Max 2倍的性能释放。
而华为所提出的“叠加芯片技术”专利，实际上是将现在的芯片封装技术进行重新设计整合，将运行内存、机身内存以及芯片的封测工艺进行全面的改良，从而降低芯片的功耗，并提升原有芯片的性能，在业内其还有一个更专业的名字——3D封装工艺。据悉使用全新的3D芯片封装工艺将原来几大模块间的臃肿晶体管结构进行简化优化，然后再将其封装在一起，从而实现用一颗芯片代替多颗芯片，不仅能大幅提升晶体管平均效率和芯片集成度，而且还可以进一步降低功耗。
不过3D封装工艺也不是万能的，一方面，堆叠芯片需要两颗芯片叠加而成，所以在厚度方面比传统的单个芯片更厚。这就对手机内部狭窄的空间有了更高的要求；另一方面，堆叠芯片厚度增加和功耗增加之后的散热如何解决芯片的厚度增加，显然无法在主板上摆放完整的散热材料，这对于散热材料的设计也提出了一个新挑战，不过消息中表示麒麟芯片已取得突破，相比这些问题已得到有效的解决，芯片堆叠技术或许还真能孕育新麒麟，填补中国在先进手机Soc的空白。
END
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