5nm 工艺技术，将让 5G 手机芯片和终端迈入另一阶段

最近一直收到某运营商的“骚扰电话”让我升级 5G 套餐，居然有一种“久违”的感觉，脑海中顿时升起一个念头：5G 时代真的来了！无奈，手机还停留在 4G 时代，只能婉拒。此时已经步入 2020 年 6 月，升级到 5G 的时机到了吗？

去年此时，单从 5G 手机处理器来看，商用方案寥寥无几，5G 终端手机大多还在测试阶段，而今年则大不相同，高通、三星、海思、联发科、紫光展锐已经推出多款 5G SoC，从低端到高端基本全覆盖，华为、小米、vivo、OPPO 上架了多款 5G 智能手机，5G 市场一片欣欣向荣。

高端市场的“三足鼎立”

看高端 5G SoC 市场，华为海思发布了麒麟 990，高通发布了骁龙 865，联发科最近发布了天玑 1000+，高端市场可谓“三足鼎立”。因为 5G 处理器直接决定了手机的性能，所以在手机发布会上，苹果的库克、小米的雷军、华为的余承东每次都会首先强调处理器的亮点。三款芯片性能孰强孰弱？不妨列出来对比一下：

在不考虑功耗的前提下，内核架构越先进，数量越多性能越强。三者都采用了 4 大核+4 小核的架构，其中骁龙 865 和天玑 1000+均采用了 A77，麒麟 990 采用了 A76，骁龙 865 和天玑 1000 的内核配置更胜一筹；但是从主频来看，麒麟 990 最高主频 2.86GHz，骁龙 865 为 2.85GHz，天玑 1000+为 2.6GHz，麒麟 990 更占优势；可是麒麟 990 的只有一颗内核主频达到了 2.85 最高，其它配置并不出彩，跑分结果显示，骁龙 865 最快，天玑 1000+其次，麒麟 990 最低。

在网络速率方面，骁龙 865 的上传速率和下载速度最高，分别是 3.0Gbps 和 7.5Gbps；麒麟 990 的上传速率和下载速度最低，分别是 1.25Gbps 和 2.3Gbps；天玑 1000+居中。网络速率参数高是否意味着在实际应用中网速就快？有网友通过测速软件 Speed Test 做了测试，用同一个 5G 手机卡、在同一地点进行网速测试，结果发现天玑 1000 和麒麟 990 的上传速率和下载速度相近，都比骁龙 865 要好，而天玑 1000+的 5G 高速层信号覆盖比天玑 1000 扩大 30%，可见天玑 1000+在网络速率方面更具优势。

目前，在终端手机上，华为 P40、华为 Mate 30、荣耀 V30 等采用了麒麟 990，vivo iQOO Neo3、RedmiK30 采用了骁龙 865，vivo iQOO Z1 采用了天玑 1000+，三款芯片都推出了对应的手机产品，对于终端用户来说，可选择的范围进一步加大。

中低端市场遭到“哄抢”

如果说高端产品可以代表一个公司的最高技术实力，那么中低端市场作为出货量最大的市场，一定是兵家必争之地，三星、海思、高通、联发科、紫光展锐在中低端市场也在狠狠发力，联发科在上个月发布了天玑 1000+，紧接着就发布了天玑 820，对 5G 市场可谓势在必得。

对比性能，5 款芯片均采用了 8 核架构，其中只有三星 Exyno980 采用了 A77，其它几款均采用了 A76，但是 Exyno980 只采用了 2 个 A77，在性能上的优势并不明显。天玑 820 的最高主频可以达到 2.6GHz，和天玑 1000+持平，远高于麒麟 820、骁龙 765G、Exyno980。

从制造工艺来看，虎贲 T7520 和骁龙 765G 均采用了 EUV 工艺，而虎贲 T7520 激进地采用了 6nm EUV 工艺。对于手机处理器来说，制程越小、耗电量越低，能提升性能的空间也越大，所以手机芯片厂商争相向着更先进工艺节点进发。虽然虎贲 T7520 没有给出最高主频，但是从所采用的工艺来看，不会比骁龙 765G 的主频低。

从 CPU 和 GPU 跑分结果来看，不算虎贲 T7520（目前虎贲 T7520 未知），天玑 820 得分最高，正如联发科所言，天玑 820 就是要追求速度快，确实天玑 820 的整体优势比其它几款更明显。

从终端手机的性能才能最终体现手机芯片的性能，如今只有采用虎贲 T7520 的终端没有消息，采用其它几款芯片的 5G 手机已经纷纷上市。华为 nova 7 SE、荣耀 30S、荣耀 X10 等采用了麒麟 820，OPPO Reno3 Pro 采用了骁龙 765G，Reno3 元气版采用了骁龙 765，Redmi 10X Pro 采用天玑 820，vivo X30 采用了 Exyno980，5G 手机市场已经呈现百花争鸣的态势，就连一直高傲的苹果也已经开始甩货 4G 产品，估计用不了多久苹果也要加入 5G 市场参与竞争。

万众瞩目的5nm工艺

每次谈手机和手机芯片都要谈到制造工艺，作为手机产品，用户最关心的就是运行速度和功耗，速度快才能让用户更好地玩游戏、刷视频，功耗低才能满足用户对更长待机时间的需求。而只有制程更小、耗电量才更低，性能提升空间才更大，因此 EUV 对于手机芯片性能的提升非常关键。

光刻机分为紫外光源（UV）、深紫外光源（DUV）、极紫外光源（EUV），EUV 是目前最顶级的光刻技术，工艺光源波长缩短到 13.5nm，接近 X 射线的精度，可以在 SoC 硅基上进行更为精密的光刻，从而带来极高的光刻分辨率，成本、性能、功耗更加平衡。比主流 193nm 波长光源，光刻分辨率提升了约 3.3 倍。制造工艺的改进到底带来多少性能的提升？根据官方资料，骁龙 765 系列采用 7nmEUV 工艺，相比 8nm 工艺功耗降低 35%；虎贲 T7520 相比初代 7nm 晶体管密度提高 18%，芯片功耗则可降低 8%。

对于 5G 手机市场，大众都在等待 5nm 工艺的大规模量产，台积电预计 2021 年会实现量产。从功耗比较来看，相对 7nm 采用超低阈值电压技术，5nm 将采用极低阈值电压技术，能有效减少器件的待机功率，从而减小器件的能耗，使得 5nm 器件能够实现 15%~25% 的速度提升。虽然 5nm 产品的性能没有成倍提高，但是进入 5G 时代后，芯片密度很关键，5nm 技术将在芯片中实现 171.3MTr/ mm 的晶体管密度，而 7nm 只有 91.20 MTr/ mm。台积电表示，5nm 节点技术将会实现 7nm 节点 1.84 倍的晶体管密度。

高通美国副总裁 Geoffrey Yeap 博士分析，一个典型的手机 SoC 芯片上承载的晶体管 60% 来自逻辑电路，30% 来自 SRAM 存储模块，剩下 10% 来自模拟接口，5nm 技术将能够减小 35%-40% 的芯片大小。由此可见，5nm 的大规模量产将让 5G 手机芯片和终端迈入另一阶段。

说了这么多手机芯片对比，现在到底适不适合升级 5G 手机？为此，我特意请教了资深通信专家，他的回答是：可以换，因为现在终端选择多了，而且资费套餐也丰富了，当然如果能再等等，到 9、10 月，资费还会更偏宜。
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