5G手机高端芯片主流产品的介绍

导语：5G时代巨大数据流量对于通讯终端的芯片、天线等部件提出了更高的要求，器件功耗大幅提升的同时，引起了这些部位发热量的急剧增加。BN氮化硼散热膜是当前5G射频芯片、毫米波天线、无线充电、无线传输、IGBT、印刷线路板、AI、物联网等领域最为有效的散热材料，具有不可替代性。

本产品是国内首创自主研发的高质量二维氮化硼纳米片，成功制备了大面积、厚度可控的二维氮化硼散热膜，具有透电磁波、高导热、高柔性、低介电系数、低介电损耗等多种优异特性,解决了当前我国电子封装及热管理领域面临的“卡脖子”问题，拥有国际先进的热管理TIM解决方案及相关材料生产技术，是国内低维材料技术领域顶尖的创新型高科技产品。

5G高端芯片2021对决：天玑9000 VS 骁龙8 VS A15

2021年已经接近尾声，5G芯片大战在最近一周进入了密集爆发期。11月19日，芯片大厂联发科抢先发布5G旗舰芯片天玑9000，打响了高端旗舰手机的芯片之战。11月30日，在2021骁龙技术峰会期间，高通技术公司推出全新顶级5G移动平台——全新一代骁龙8移动平台。再回到9月15日，苹果发布新款5G旗舰iPhone13系列搭载A15芯片，采用5nm制程，集成150亿晶体管，5G高端芯片市场风云再起。

数据显示，在刚刚过去的10月份，在iPhone13系列的鼎力支持下，苹果重返中国市场第一，同时以193万台的销量成为了今年双十一期间的单品销量冠军。近期，知名调研机构Countpoint公布了全球第三季度手机市场最新情况。三星出货量6930万台，位居全球第一，市场份额达到20%，苹果手机出货量4800万部，同比增长15%，位列第二，全球市场份额14%。小米由于芯片短缺，手机出货量环比下滑15%，市场份额13%。根据Strategy Analytics研究报告，2021年第二季度，高通、联发科、苹果占据全球智能手机应用处理器市场营收份额前三名，份额分别为36%、29%、21%。今年9月份，采用台积电5nm工艺的A15芯片横空出世，苹果A15芯片的CPU高出竞争对手50%，4核的GPU性能高出竞争对手30%。11月30日，采用4nm制程工艺的高通骁龙8Gen1的发布，显然也是对标苹果，在骁龙888性能上实现大幅度跨越。据悉，骁龙8 Gen1采用三星4nm工艺打造，使用ARMv9架构的芯片，CPU为基于Cortex-X2+A710+A510的8核3.0GHz Kryo，性能提升20%、能耗减少最多30%，GPU性能提升30%、能耗减少25%、AI运算性能增至4倍，支持光线追踪，支持8K 30P HDR视频录制、集成徕卡滤镜等。而在11月19日，联发科抢先发布了天玑9000，这款芯片采用台积电的4nm工艺，此前联发科和台积电合作关系紧密，先后合作过高端的天玑1000、中端的天玑800系列，都获得市场不错的反响。从工艺角度，台积电代工的4nm工艺似乎更胜三星代工的4nm芯片一筹。

两款产品都采用8核的架构，联发科表现在CPU主频和GPU提升方面具备一定优势。

微博上，知名博主曝光搭载骁龙8 Gen1芯片的realme跑分达到1025215分，领先天玑9000大约17819分，综合性能胜出。

高通在5G传输领域较有优势，表现为高通8Gen1平台实现双频段支持。天玑9000支持最新的3GPP R16标准，频段方面目前仅支持Sub 6GHz，不支持毫米波。在5G性能方面，天玑9000搭载基于3GPP R16的M80基带，支持300MHz 3重载波聚合下行，下载速率最高可达7Gbps。天玑9000支持蓝牙5.3、WiFi 6E 2X2 MIMO及最新蓝牙LE Audio。

5nm制程的骁龙888曾经发热严重，新一代的骁龙8Gen1芯片怎样解决这个痛点问题呢？4nm芯片工艺，Ziad Asghar认为主要看三个因素：第一是工艺制程和晶体管；第二是IP的质量，第三是架构。骁龙8Gen1芯片在后面两者表现优秀。行业专家对记者表示，现在消费者非常精明，换机更看重5G手机带来的应用体验。移动摄影的提升，抖音带动的视频应用体验和游戏体验而来，消费者不仅观看视频，还有制作高清短视频和分发视频的需求，这都要求旗舰手机具备高运算力、高内存和大带宽。还有AI作为驱动元宇宙底层技术，其能力提升也会带来进一步体验的改变。

作为5G旗舰芯片，高通8Gen1和天玑9000在这些方面做了哪些PK呢？高通在摄像头体验拿出绝活，骁龙8Gen1配备18位图像信号处理器，与骁龙888上的14bit Spectra相比，可以处理4000倍的数据，令该设备每秒捕捉32亿像素。此外，它可以同时处理三个3600万像素摄像头的视频流，不出现延迟。天玑9000搭载第七代Imagiq影像芯片采用硬件级三核设计，最高支持到3.2亿像素摄像头以及3枚3200万像素三摄组合；视频拍摄上还能支持到最高3路4K HDR视频的同时拍摄。同时处理18Bit HDR视频，且三摄均支持三重曝光。

图：联发科天玑9000

近期，自Facebook提出元宇宙的愿景，硬件厂商英伟达（Nvidia）专门推出了虚拟协作平台Omniverse，游戏公司Roblox、Epic Games多家公司上市融资成功，还有大厂谷歌、亚马逊、迪士尼等巨头，都进行了元宇宙的战略布局。元宇宙的概念爆火，作为元宇宙的底层技术，AI能力如何赋能旗舰芯片推进应用落地？

以目前销量最火的iPhone 13 Pro 和 iPhone 13 Pro Max为例，这两款手机配备五核 GPU。5核的GPU让手机图形处理性能提升30%。苹果iPhone 13 Pro还可以驱动更高性能的游戏，A15芯片具备16核“神经引擎”，AI算力高达15.8TOPS，这种电路专用于使用当今的机器学习技术加速人工智能任务，对多种任务实现支持，包括Siri 的合成语音、识别照片中的信息、专注于照片中的人脸以及使用面容 ID 解锁手机。在生态合作伙伴阵线，5G旗舰芯片的首发也是一种较量。在12月1日现场，小米CEO雷军宣布旗舰小米12将首发采用骁龙8Gen1平台，为全球用户带来最佳移动体验。荣耀终端有限公司产品线总裁方飞指出，荣耀即将发布的下一代旗舰手机也将会首批搭载全新一代骁龙8移动平台。荣耀将进一步释放骁龙8移动平台行业领先的通信、性能、影像和AI能力，带来更极致的科技创新体验。现场高通骁龙8平台的全球OEM厂商和品牌合作伙伴，还包括vivo、Redmi、realme、OPPO、一加、努比亚、iQOO、黑鲨、索尼、夏普以及Motorola。商用终端预计将于2021年底面市。联发科尚未就天玑9000宣布合作伙伴。从网上资料显示，多家手机厂商对联发科天玑9000进行测试，这款重磅芯片有望进入品牌厂商的旗舰手机配置。商用终端，业内给出的预期是2022年第一季度。未来两大芯片的最新旗舰手机的落地应用情况，后续为大家带来连续报道。

什么是5G?

一

定义

“5G”一词通常用于指代第5代移动网络。5G是继之前的标准（1G、2G、3G、4G 网络）之后的最新全球无线标准，并为数据密集型应用提供更高的带宽。除其他好处外，5G有助于建立一个新的、更强大的网络，该网络能够支持通常被称为 IoT 或“物联网”的设备爆炸式增长的连接——该网络不仅可以连接人们通常使用的端点，还可以连接一系列新设备，包括各种家用物品和机器。

公认的5G优势是：

•具有更高可用性和容量的更可靠的网络

•更高的峰值数据速度（多Gbps）

•超低延迟

与前几代网络不同，5G网络利用在26GHz 至40GHz范围内运行的高频波长（通常称为毫米波）。由于干扰建筑物、树木甚至雨等物体，在这些高频下会遇到传输损耗，因此需要更高功率和更高效的电源。

5G部署最初可能会以增强型移动宽带应用为中心，满足以人为中心的多媒体内容、服务和数据接入需求。增强型移动宽带用例将包括全新的应用领域、性能提升的需求和日益无缝的用户体验，超越现有移动宽带应用所支持的水平。

二

毫米波是关键技术

毫米波通信是未来无线移动通信重要发展方向之一，目前已经在大规模天线技术、低比特量化ADC、低复杂度信道估计技术、功放非线性失真等关键技术上有了明显研究进展。但是随着新一代无线通信对无线宽带通信网络提出新的长距离、高移动、更大传输速率的军用、民用特殊应用场景的需求，针对毫米波无线通信的理论研究与系统设计面临重大挑战，开展面向长距离、高移动毫米波无线宽带系统的基础理论和关键技术研究，已经成为新一代宽带移动通信最具潜力的研究方向之一。

毫米波的优势：毫米波由于其频率高、波长短，具有如下特点：

频谱宽，配合各种多址复用技术的使用可以极大提升信道容量，适用于高速多媒体传输业务；可靠性高，较高的频率使其受干扰很少，能较好抵抗雨水天气的影响，提供稳定的传输信道；方向性好，毫米波受空气中各种悬浮颗粒物的吸收较大，使得传输波束较窄，增大了窃听难度，适合短距离点对点通信；波长极短，所需的天线尺寸很小，易于在较小的空间内集成大规模天线阵。

毫米波的缺点：毫米波也有一个主要缺点，那就是不容易穿过建筑物或者障碍物，并且可以被叶子和雨水吸收，对材料非常敏感。这也是为什么5G网络将会采用小基站的方式来加强传统的蜂窝塔。

什么是TIM热管理?

定义

热管理？顾名思义，就是对“热“进行管理，英文是：Thermal Management。热管理系统广泛应用于国民经济以及国防等各个领域，控制着系统中热的分散、存储与转换。先进的热管理材料构成了热管理系统的物质基础，而热传导率则是所有热管理材料的核心技术指标。

导热率，又称导热系数，反映物质的热传导能力，按傅立叶定律，其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量。热导率大，表示物体是优良的热导体；而热导率小的是热的不良导体或为热绝缘体。

5G手机以及硬件终端产品的小型化、集成化和多功能化，毫米波穿透力差，电子设备和许多其他高功率系统的性能和可靠性受到散热问题的严重威胁。要解决这个问题，散热材料必须在导热性、厚度、灵活性和坚固性方面获得更好的性能，以匹配散热系统的复杂性和高度集成性。

全球智能手机、平板电脑行业步入 5G 时代，随着智能手机对轻薄化、小型化设计的追求，手机内部集成电路芯片和电子元器件体积不断缩小，其功率密度却快速增加；手机CPU频率正迅速提升，同时封装密度也越来越高、机身越来越薄，其功率密度却快速增加，但由于手机硬件配置的逐步提高、CPU多核高性能的升级，以及通信速率的提升，散热问题已经成为电子设备亟需解决的问题，进而驱动对高散热性能材料的需求。

一旦散热问题处理得不好，就会造成智能手机卡顿、运行程序慢、烧坏主板甚至造成爆炸的危险，所以散热将成为整个智能手机行业面临的主要问题之一。

散热原理包括热传导、热对流和热辐射，其中热传导、热对流为主。热传导是直接接触带走热量，如电脑CPU散热片底座与CPU直接接触带走热量；常用电风扇原理是热对流，散热风扇带动气体流动进行散热；热辐射指的是依靠射线辐射传递热量。其中热传导和热对流是散热系统主要方式，热传导主要与散热器材料的导热系数和热容有关，热对流则主要与散热器的散热面积有关。

根据热传导和热对流方式不同，散热分为主动散热与被动散热两种方式。通常我们所说的被动散热，就是cpu只采用的是散热片，其气流通常由侧面安装的风扇完成推动工作；主动式散热是我们常见的方式，就是在散热片上面还加装了一个风机。目前台式电脑和笔记本电脑采用主动与被动结合的方式散热，手机终端、平板电脑等轻薄型消费电子受内部空间结构限制，多采用被动散热方案。材料种类及其特点在智能手机上主要的发热源包括这五个方面：主要芯片工作、LCD 驱动、电池释放及充电、 CCM 驱动芯片、PCB 结构设计导热散热量不均匀。