幕后功臣 智能手机背后的半导体产业

2016-01-13 12:16:03   来源:手机中国   

关键字: 半导体  闪存  芯片

<      2014年,三星S5和三星Note 4的销量下滑让三星敲响了警钟,中低端手机的市场份额也被国产手机瓜分得所剩无几,正当消费者纷纷揣测三星是否会走上诺基亚、Moto的旧路之 际,2015年,Exynos 7420、LPDDR4 RAM和UFS 2.0 ROM让危机下的三星重新崛起。

  CES2015上,LG G Flex 2不仅全球首发了20nm工艺打造的Qualcomm骁龙810,还搭载了由SK海力士提供的LPDD4 RAM,让这款LG的开年旗舰赢得了关注度。

  iPhone 6s如期在15年9月发布,自主架构设计处理器A9采用了三星的14nm工艺和台积电的16nm工艺联合供货,在性能和功耗上均衡极致。

  乐视的乐Max Pro搭载着14nm打造的Qualcomm骁龙820处理器现身在CES2016上,抢先在小米、OPPO、vivo、nubia等厂商前面发布这颗领先的半导体芯片。

  无论是处理器、RAM还是ROM,其实都是属于半导体产业的一部分,智能手机的背后,某种意义上来说其实就是半导体产业之间互相竞争角逐。

  三星的逆转、LG寻求SK海力士支援、iPhone几乎每年都在晒自家CPU和GPU的先进、乐视和各大国产厂商争先抢发Qualcomm骁龙820,背后都是依靠半导体产业给出的底气。像三星、Intel这些IDM厂 商本身拥有半导体业务,能够自产自销,而LG、苹果、Qualcomm、乐视、小米等厂商纵然没有自己的半导体业务,想方设法也要和生产半导体企业打好关 系,必要时候还能够凭借友商的帮忙逆袭三星和Intel,当然,苹果凭借行业的号召力和影响力,游刃有余地掌控着上下游厂商的重要资源,包括生产半导体企 业为自己服务,台积电和三星近年来纷纷抢占苹果A系列处理器订单最好说明这个问题。

  为什么半导体行业在国内如此受欢迎?

  联想先后成功收购IBM的个人电脑业务,摩托罗拉移动,IBM的x86服务器业务,在国人看来可能只是联想特别喜欢收购外企,其实不然,中国企业一直都 垂延国外的不少企业,例如半导体公司。而众所周知的是,这些资源基本上都集中在韩国、美国等国家手上。下面我们先来看看最近的半导体行业新闻。

 仙童半导体

  熟悉半导体行业和美国硅谷历史的读者应该听说过仙童半导体(Fairchild Semiconductor),这家企业成立于1957年,为硅谷的成长奠定了坚实的基础,衍生出Intel、AMD等众多科技巨头。2015年11月, 仙童和美国安森美半导体(ON Semiconductor)达成了价值近24亿美元(每股20美元)的并购协议。据彭博社报道,近日中国华润集团、华创投资牵头的财团向仙童半导体提出 了新的收购要约,提出25亿美元(每股21.7美元)这个更高的收购价。不日就会公开这一提议。但是美国对外资收购其高科技企业十分谨慎,中国更是最严格 的审查对象。被否决的先例有清华紫光欲收购美光科技(15年年中),美光科技不仅是美国唯一生产个人电脑所需动态随机存取存储器芯片(DRAM)的制造 商,也是和SK海力士、三星电子并称的全球三大DRAM生产商之一。可见联想这十几年连续收购IBM部分业务和Moto的过程是多么艰辛。

  其它收购失败个案还包括:华为欲收购美国网络设备制造商3Com、摩托罗拉无线网络部门、美国私有宽带互联网软件提供商2Wire。这里小编不禁要问,为什么半导体行业在国内如此受欢迎?

  究其原因还是国内能够自主生产半导体的企业确实不多,资源贫乏,正如文章开篇所说,这些资源核心技术基本上都掌控在韩国和美国等国家手上。类似的例子还 有,手机和数码相机中摄像头传感器生产商主要来源于日韩和美国企业,液晶屏幕和OLED屏幕核心技术也是掌控在日韩企业手上,更别提x86架构处理器和 ARM架构处理器授权全部都来源于美国Intel和英国ARM公司,所以中国企业才需要通过收购手段间接获得这些资源和核心技术。当然,华为、中兴、清华 紫光等高新技术企业如今也有自己的拳头产品和独当一面的核心技术,在某些领域已经不需要大量进口外企的资源。

 美光LPDDR4芯片

  半导体与手机

  回到半导体话题上,2015年,14nm的Exynos 7420处理器,LPDDR4 RAM,UFS 2.0 ROM三项半导体领域的技术革新同时出现在智能手机上,为智能手机的系统运行速度和文件传输速度带来的直接红利就是响应更快、游戏加载更迅速、更早完成传 输任务。这也是智能手机越来越成熟和受欢迎,并且能够实现更多任务的幕后功臣。

 优秀的软件离不开先进硬件支持

  仅仅是处理器升级不行,根据木桶效应,RAM和ROM都会影响处理器极限性能的发挥,这就好比台式机领域,每过几年,轮到更新换代的时候,家中电脑一般 都不会仅仅更换处理器而已,换了处理器,可能由于主板和处理器接口不兼容,接着把主板一起更新了,然后发现RAM和ROM的配置成了整套平台速度上的瓶 颈,DDR4 RAM和SSD也会接着更换上。

  手机和PC其实有很多关联,工艺制程、架构、总线、频率等性能指标其实很多都是共通的。 半导体贯穿着智能手机和PC的大部分元件,厂商们的软件优化很大程度上是为这些半导体而服务的。以半导体的技术革新为核心基础,Android、iOS、 WP等系统平台负责搞定如何驱动这些先进硬件的问题,搭建好软件和硬件之间的交互平台,让软件开发商能够通过操作系统(API等)调用四核处理器、8核处 理器、64bit指令集等每个时代的全新技术,最后再让这些红利落在消费者用户体验上,不然那些跑分控为什么那么执着安兔兔和鲁大师呢?游戏控为什么那么 沉迷一代又一代,动画特效越来越赞,视觉冲击堪比台式机游戏的手游呢?

  让系统流畅的秘诀

  要让手机运行起来十分流畅,手机厂商可以从很多方面入手,下面小编简单介绍一下其中6个方面。

  1、iOS假后台

  iPhone部分机型直到如今依然能够凭借1GB甚至512MB RAM运行iOS,或多或少与其“假后台”的设计有关,和Android系统不同,iOS无须把应用缓存在RAM中随时调用,在多任务切换时能够直接关闭 上一个应用,在切换到上一个应用时候,其实是重新开启该应用,这一点和Android或者桌面系统Windows都有很大区别。但是iOS凭借先进的硬件 设备和深度的系统优化,让重新开启应用的时间缩短到就像Android平台切换多任务时候的迅速,这就是iOS和iPhone神奇的地方。

 iOS假后台

  假后台能够让系统RAM得到进一步释放,RAM的余量充足了,系统运行起来自然流畅了。

  2、提高处理器综合实力(核心数目、制程、架构、主频、兼容性)

  一般来说,其它配置相差无几的情况下,Qualcomm骁龙810处理器机型都会比Qualcomm骁龙615处理器机型流畅,而Qualcomm骁龙 615处理器又会比Qualcomm骁龙410处理器机型流畅,这里面牵扯到核心数目、工艺制程、处理器架构和主频的区别,还有不同平台处理器对应用和游 戏的兼容性也是不同的。所有这些处理器因素交叉在一起之后,最终就会反映为张三的手机总是比李四的手机流畅,一点都不卡,而且还能够多开几个程序等现象。

  3、RAM(容量、频率、位宽、通道数、代数)

  提高处理器性能是系统流畅运行的一个因素,但是存储系统也很重要,Android平台的消费者肯定比iOS平台脑残粉体验得更加深刻。单纯提高RAM的 容量,例如从昔日的1GB RAM提高到如今的4GB RAM,能够提高系统程序的并发量,缓冲更多的程序进后台,方便消费者在多款应用中频繁切换,减少重新开启应用时需要等待时间。

 iPhone 6s其实也采用了LPDDR4 RAM

  当然,RAM可不仅仅在容量上对系统运行速度有影响,和PC的内存类似,RAM(手机中运存)综合水平同样受频率、位宽、通道数和产品代数 (LPDDR3、LPDDR4等)影响,而频率、位宽、通道数、代数刚好就是决定RAM带宽的四个维度,至于计算公式嘛,免得大伙关闭浏览器,所以不公布 了。简而言之,RAM容量和RAM带宽对于系统运行速度都有一定的影响。前者表现为多任务切换时候是否卡顿,后者表现为4K视频播放时候是否流畅等更多综 合场景。

  4、ROM(UFS、eMMC等)

  存储系统除了RAM还包括ROM,而手机中ROM又分为常见的eMMC和 UFS,详细区别下文会介绍。eMMC 5.0读写速度其实相比以往机型已经有一定的提升,但是相比UFS 2.0,在加载绝大部分应用和大型游戏的时候,总是慢一点,当然,单独测试随机小文件读写速度和单个大容量文件读写速度,相比eMMC 5.0还是快上不少。那么问题来了,既然UFS 2.0那么厉害,和三星S5(eMMC 5.0)上面的USB 3.0接口相比,哪一项措施对于提高文件传输速度更有效呢?

 截图来源于一加手机官网

  5、USB 3.0(三星、ZUK)

  USB 3.0接口在三星Note 3首次引入到手机领域,之后在三星S5上配合eMMC 5.0存储让文件传输速度得到了一定的提升,三星S6回归到USB 2.0接口,但是配备了UFS 2.0存储介质,究竟是USB 3.0和eMMC 5.0的组合,还是USB 2.0和UFS 2.0的组合,为文件传输速度带来更大的提升呢?答案是后者。当然如果在技术上突破瓶颈,能够同时兼备USB 3.0接口和UFS 2.0 ROM,那么文件传输速度和系统运行速度又会进一步提升。

 ZUK Z1上的USB 3.0接口

打个比方,将USB 2.0更换成USB 3.0接口,对于传输速度来说其实是改善外因,消除手机和外界的传输瓶颈,而采用UFS 2.0替换掉eMMC 5.0存储介质,其实就是改善内因,消除手机自身内部ROM和处理器、RAM之间的传输瓶颈,从而做到内外兼修,合力优化手机的整体文

[1] [2] [3]
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
编辑:北极风
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/xfdz/article_47483.html
[发表评论]
[加入收藏]
[打印本页]
[关闭窗口]
[返回顶部]
[RSS订阅]
小广播
每日新闻
专题
最新下载
电子元器件搜索
Datasheet
本周热门资源推荐
EEWORLD独家
论坛精华
精选博文