三星Galaxy S6手机芯片级拆解实录,从CPU到电源管理

2015-04-09 11:10:56来源: EEWORLD
    由于可靠的组织逻辑性和精湛的技术,备受瞩目的三星Galaxy S6已于第一时间在Chipworks的实验室进行拆解。所使用的是三星声称的拥有世界首个8核64位操作系统4G+版本的Galaxy S6(国际版SM-G920I)手机。围绕这款三星旗舰版智能手机,业界拥有大量的不同意见。这次我们拆解的焦点集中在Exynos 7420芯片。我们也会介绍,我们认为比其他设备更优秀的半导体设计,敬请关注我实验室未来更多的分析内容。
               
优秀设计
 
我们已经辨认出了Galaxy S6中的大部分元器件:
  Samsung Exynos 7420 SoC
 
  Samsung K3RG3G30MM-DGCH 3Gb LPDDR4 SDRAM and Samsung KLUBG4G1BD 32GB NAND Flash
 
  Samsung Shannon 333 调制解调器, Shannon 533 电源管理芯片, Samsung S2MPS15 电源管理芯, 
 
  Samsung Shannon 928 (无线射频接收器和Samsung Shannon 710 包络跟踪电路) 
 
  博通 BCM4773 GNSS 定位中心
 
  InvenSense MPU-6500 Gyro + 加速计
 
  Skyworks SKY78042 多模多频(MMMB)前端模块(FEM)
 
  Avago AFEM-9020 PAM and Avago ACPM-7007 PAM
 
  Samsung C2N8B6图像处理器 
 
  Maxim MAX98505 Class DG音频放大器和 MAX77843电源管理芯片
 
  Samsung 3853B5 电机Wi-Fi模块 
 
  N5DDPS2 (Likely Samsung NFC Controller (P/N有待确定 )
 
  Wolfson WM1840 音频编解码器
 
  德州仪器(TI) BQ51221 单芯片无线充电接收器
 
  Skyworks SKY13415 天线开关
 
  意法半导体 FT6BH Touch 触屏

 
    三星继续沿袭把自产的硅元件加入其手机的趋势。现在我们不仅拥有APU和缓存单元,而且还有调制解调器,两个PMICs(电源管理IC芯片),一个无线发射芯片,一个包络跟踪电路,一个可能的NFC控制器,和一个图像处理器(和一个三星自主的机电Wi-Fi模块)。
 
    我们发现Galaxy S6使用了一个意法半导体触屏控制器。这并不是多么惊奇的事情,因为我们已知在去年中期,三星已经在Galaxy Note Neo 3中植入了ST触屏控制解决方案。三星使用的意法半导体解决方案再次应用在Galaxy S6中,可见,此方案已相当成熟。恭喜意法半导体!

 
三星Exynos 7420处理芯片
 
    据报道,三星Exynos 7420应用处理器基于三星的14纳米FinFET制造工艺。在实验室我们绘制了一个很好的FinFET技术横截面图。这是迄今为止三星公司向大众展示的唯一信息。
    这个其实并不十分明确!在封装的同时会有一个包装标示:
    这样的布局非常与众不同,通常记忆标示(SEC 507等文字)位于(7420 等文字)上一行,而不是斜对角的样式。
 
    这样的布局,使我猜测,Exynos 7420并非由GLOBALFOUNDRIES制造,而是由三星在韩国或美国德州的工厂制造。难道是因为,ALB(地名缩写)比Albany(地名全名)书写起来短吗?或者字母G比GLOBALFOUNDRIES短很多?看样子不是的,但是,如果三星S6寄希望于快速拥有更大的空间,那么比使用三个芯片更好的办法是什么?分析师称,在上个季度,三星非常自信地表示,他们预计到今年年底,14纳米元件产量将达到LSI生产线的30%。而且很多传闻称美国高通公司正在使用三星公司14纳米元件。
 
以下是芯片模和掩膜的图片:


   
    多功能芯片的尺寸是78mm²,相比之下,Galaxy S5使用的是118.3mm² Snapdragon芯片,和113 mm²的20纳米Exynos 5433芯片。如果7420芯片是5433芯片的缩小版,那么我们希望能达到55 – 60 mm²水平。但是据报道称,后端的金属堆栈类似于20纳米平面工艺,所以达到50%的缩小率是不太可能的(模拟区域从来不会缩减到数字化水平)。我们要看见平面布置图才能知道,这两个功能部件有多少相似之处。
 
是不是FinFET工艺?
 
    我们的实验室工作人员,在拿到手机后的几小时内,通过坚持不懈的努力, 使我们能了解到其加工工艺的情况。通过显微镜,我们得到了一个解封状态下具有带代表性的样本。
  
    Exynos 7420芯片使用11层金属,我们可以在上图看到模具的密封横截面图,接下来再让我们看看三极管
 
    的确是FinFET工艺!这部分平行于fin,并且穿过极。触点的底部大约位于fin的顶部边缘,而且我们可以看到栅极被包裹着,并且比接触点更深入到fin的边墙。我们需要和这个部分保持正交的另外部分,才能知道此芯片是否有Intel公司使用的向外延伸的源流失类型。
 
    这使三星成为第二个开始批量生产finFET的厂商;其已经取得20-nm, 第一代, gate-last, high-k, metal-gate stack(金属栅极堆叠)等技术的成功,并且可适用于第一代的fin结构。我们需要更多的细节图片,来判断fins是否有垂直或倾斜的边墙,和Intel公司的模型有多相似。但是,以上疑问的答案,会在适当的时候,呈现在我们公开的分析报告中。
 

关键字:Galaxy  S6  电源管理  Exynos  7420

编辑:chenyy 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0409/article_41071.html
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