手機半導體，因智能機的盛行而大放光彩，消費者對手機各種功能的需求推進了手機半導體的發(fā)展，基于ARM架構設計的芯片種類異彩紛呈。本篇主要從手機處理器的IC設計、制造、封測對應的半導體上中下游三大領域展開，分析當前形勢以及未來趨勢。

　　全文概覽：

　　①芯片設計領域ARM公司一家獨大，未來很長時間內領先優(yōu)勢不會變。

　　②聯(lián)發(fā)科根本沒打算做高端手機芯片，都是低成本廉價解決方案，控制成本。

　　③高通在3G4G時代技術實力大大領先，到5G優(yōu)勢會受到削弱，全網通優(yōu)勢不再明顯。

　　④英特爾在半導體工藝上的領先優(yōu)勢逐漸不明顯，7nm量產時間會被三星、臺積電反超。

　　⑤物聯(lián)網會帶來前所未有的機會，半導體公司抓住機遇大有可為。中國企業(yè)亦可彎道超車。

　　IC設計：百家爭鳴

　　手機IC設計領域，目前幾乎被ARM壟斷，市面上99%的手機都是用ARM架構的芯片，不過ARM只參與架構設計，設計出公版架構然后授權給其他芯片公司，芯片公司可以根據ARM架構進行定制，比如高通驍龍820上的Kryo架構；或者直接采用公版架構，比如華為海思麒麟950，直接采用ARM公版A72+A53。而半導體龍頭企業(yè)英特爾在手機芯片領域的努力基本宣告失敗，連一向很支持英特爾的華碩今年的新機也都拋棄英特爾芯片。而日本軟銀巨資收購ARM正是看中其在物聯(lián)網芯片方面的優(yōu)勢。

　　現(xiàn)在手機Soc看的是集成度，看誰能提供一體化的解決方案，看誰能提供差異化的東西，畢竟ARM公版架構處理器的門檻在降低。

　　伴隨著前輩德州儀器、英偉達的身影逐漸遠去，留下的高通和聯(lián)發(fā)科各自占據著高、低端市場，而新加入的半導體廠商大多都是手機廠商，比如三星、華為，是有一定自身需求且不想受制于人的。

　　高通

　　行業(yè)龍頭高通的實力最強，而且每個點都很強，CPU、GPU、基帶各個方面在移動領域都是佼佼者，高通提供AP(Application Processor)+BP(Baseband Processor)一整套解決方案，連蘋果都采用高通基帶，在基帶領域高通一家獨大，尤其是CDMA基帶，除了高通目前還有臺灣威盛有授權，其他廠商想做全網通那CDMA是邁步過去的坎，比如三星在中美兩國發(fā)布的S7系列旗艦機是采用高通而不是自家處理器，而在對于全網通沒有需求的歐洲，韓國本土，東南亞等地都是用自家Exynos 8890芯片，這其中有很大一部分原因就是三星的香農系列基帶不支持CDMA。CDMA這張王牌為高通立下了汗馬功勞，目前能生產CDMA基帶的半導體企業(yè)寥寥無幾，而像中國美國依然有CDMA網絡在商用，全網通目前仍然是必不可少的。

但隨著時間的發(fā)展，據傳言三星在明年或者后年便能商用全網通的手機基帶，搞定了CDMA，而過幾年5G商用之后CDMA也會逐漸退網，全網通的需求可能就模糊了，高通在全網通方面的優(yōu)勢也不明顯了。

　　擁有最快下載速率的高通驍龍820芯片

　　聯(lián)發(fā)科

　　高通之外就是聯(lián)發(fā)科，聯(lián)發(fā)科的芯片大多是低成本的廉價解決方案，聯(lián)發(fā)科至今在高端市場沒有建樹不能怪手機廠商，是自身問題，比如今年主打的Helio X20,其10核處理器的規(guī)格除了核心多，但單核性能等其他參數都不強，更像是為了營銷而做十核，GPU不強，基帶也一般，有人調侃10核處理器說“十臺除草機湊在一起也成不了法拉利”。

　　首先要明白一個概念，高端芯片≠高端手機，但高端手機往往采用高端芯片。

　　筆者研究了很久，發(fā)現(xiàn)聯(lián)發(fā)科沒能在高端手機芯片市場占一席之地的原因是其根本沒打算做高端，主要原因有一下幾點：

　　①沒有技術優(yōu)勢：芯片設計能力偏弱，GPU自己沒能力做，基帶能力也比不過高通。

　　②成本沒優(yōu)勢：IC制造都是代工的，用最先進的工藝成本不比高通便宜，所以一款高端芯片最后做出來單價并不比高通便宜多少，而且技術沒高通先進，誰買單?

　　③風險大，芯片的研發(fā)需要巨額資金長期投入，而且投入之后不一定有對等的產出，顯然不符合聯(lián)發(fā)科大股東的利益。

　　由此可以看出，聯(lián)發(fā)科定位精準，知道自身優(yōu)劣勢，努力樹立高端品牌形象，奈何自身產品要考量成本的局限性，至今未有所突破。預計未來聯(lián)發(fā)科仍然不會進軍高端芯片領域（高端芯片不等于高端手機），仍然不會在高端市場分一杯羹。

　　聯(lián)發(fā)科Helio X20芯片

　　英特爾

　　半導體巨頭英特爾，由于十年前對于移動芯片的輕視，導致在目前移動芯片市場舉步維艱，基本上宣告失敗，英特爾開發(fā)的手機芯片基于X86架構，非ARM架構，所以兼容性不如ARM，芯片集成度也不高，GPU用的是Imigination的Power VR系列。今年4月份負責移動芯片部門的高管離職，英特爾基本停止了手機芯片的研發(fā);之前英特爾補貼平板芯片，幾十億打了水漂，雖然市場份額提升，但并沒有什么用戶粘度。不過英特爾據說今年得到了新一代iPhone基帶的訂單，多少緩解了尷尬的局面。

　　除了以上幾家IC設計公司， 剩下的多數是手機廠商：蘋果、三星、華為。

蘋果

　　蘋果的優(yōu)勢在于自主架構CPU單核性能強，基帶是采用高通的，今年首次采用英特爾基帶，iPhone大多采用Imagination的GPU，有傳言蘋果正在開發(fā)自主架構GPU，畢竟芯片的集成度一直是各廠商努力的重點。

　　三星

　　三星芯片CPU、GPU都很強，今年首次推出自主貓鼬架構CPU，進步很大，三星還自行設計基帶，其香農Shannon基帶跟高通基帶的規(guī)格幾乎一致，唯一欠缺的是對CDMA的支持，三星S7，魅族Pro 6國內不采用8890的原因便在于此，尤其是聯(lián)通電信簽署基站共享協(xié)議之后，要求入網機器必須支持WCDMA和CDMA，所以在國內市場全網通是硬需。

　　華為

　　華為在半導體領域的風格是不激進， 追求穩(wěn)定，保守。華為海思麒麟芯片把續(xù)航放在優(yōu)先位置，不追求極致性能。海思的定制內核能力稍弱，CPU是ARM公版架構，不過ISP、協(xié)處理器是自己做的，海思的核心技術還有待加強。目前海思麒麟芯片主要是供應自家使用，未來華為有可能把海思芯片供應給國內其他手機廠商使用。

　　總結：未來手機IC設計領域依然會是ARM架構主導，定制內核盛行，高通的地位受到挑戰(zhàn)，三星、華為等手機廠商自主芯片有很大發(fā)展空間。

　　IC制造：三分天下

　　IC制造領域格局相對固定，因為像晶圓制造工藝這些技術都需要巨額資金長期投入才能確保技術領先。目前晶圓制造領域格局是三分天下：英特爾、臺積電、三星電子。

　　臺積電

　　行業(yè)龍頭臺積電，執(zhí)掌臺積電的是85歲高齡有“臺灣半導體教父”之稱的張忠謀，臺積電也是臺灣代表性的企業(yè)，其專注于半導體工藝技術，不涉及IC設計，所以客戶不用擔心半導體技術相關商業(yè)機密的泄密，這是很多廠商選擇臺積電的原因之一（比如蘋果），臺積電在晶圓代工領域市場份額位居第一。臺積電半導體代工最突出的優(yōu)點是良品率高，工藝穩(wěn)定，這有助于降低成本。

　　臺灣半導體教父臺積電張忠謀

　　三星電子

　　三星電子最近幾年在半導體領域投資巨大，最近又花重金從艾司摩爾(ASML)引進最新的NXE3400光刻機，光刻機是開發(fā)新制程最重要的裝備，采購NXE3400光刻機是為7nm制程量產作準備，NXE3400單臺設備造價高達9000萬歐元。三星電子不僅是在設備上投資，還到處挖人，比如在北美成立研發(fā)部招攬美國半導體人才，同時還從臺積電挖來一員大將—原臺積電研發(fā)處處長梁孟松，梁孟松的恩師與博士指導教授，正是曾任臺積電技術長的柏克萊電機系教授胡正明，舉世知名的FinFET發(fā)明人。坊間消息稱三星電子14nmFinfet工藝能這么快推出，梁的貢獻功不可沒。三星電子作為目前臺積電的主要競爭對手，瓜分了iPhone 6s系列上搭載的A9芯片。

三星預計明年一季度量產10nm工藝，時間點上是最快的，臺積電要稍晚一些，而英特爾預計更晚，傳言高通驍龍830采用的正是三星電子10nm工藝，三星Galaxy S8有望成為第一批搭載10納米芯片的手機。

　　擁有高通/三星雙處理器平臺的三星Note7

　　高通從驍龍820開始部分轉向三星電子的晶圓代工陣營，而由于良品率、生產成本等因素未達預期，有傳言高通7nm制程節(jié)點打算重回臺積電，這也是綜合考量的結果，畢竟換平臺不是一件說走就走的旅行，芯片設計初始階段就要考慮到制作工藝等細節(jié)。三星明年GALAXY S8可能依然會在中美市場采用高通處理器，但伴隨三星自家CDMA基帶的成熟以及高通轉向臺積電，預計三星Galaxy S9會全部采用自家芯片。

　　英特爾

　　英特爾在14nm之前一直是半導體制程領域的領導者， 沿著摩爾定律走，固定的Tick-Tock路線：Tick年(工藝年)更新制作工藝，Tock年(架構年)更新微架構，英特爾的14nm工藝比臺積電和三星電子的16/14nm工藝都要先進，單芯片面積要比后兩者小很多。然而英特爾到了14nm工藝步調就慢了下來，由兩年改為三年才更新一次制程，采取更加穩(wěn)健的策略，所以英特爾的10nm以及工藝時間節(jié)點都要晚于臺積電和三星電子，而到了7nm更是晚，英特爾預計其7nm要跳票到2022年。

　　說完三大主流廠商，接著談一下處于二線的GlobalFoundries以及國產半導體企業(yè)。

　　GlobalFoundries

　　從AMD獨立出來的GlobalFoundries，因其簡稱GF與girlfriend相似所以許多人喜歡用“女朋友”稱呼它，GF技術實力相對較弱，最新的14nm工藝是跟三星電子合作然后三星授權的，目前處于半導體制造的第二梯隊。

　　中國半導體企業(yè)

　　中國的晶圓制造技術實力就又落后一個梯隊了，跟國際主流還有很大差距，比如有代表性的中芯國際，其最先進的制程還停留在28nm，而第一梯隊的英特爾，臺積電以及三星電子分別是14/16/14nm，明年又會量產10nm，進入1×nm最重要的技術是Finfet，全稱鰭式場效晶體管，是3D立體工藝，開發(fā)難度很大，對中芯國際這些國產半導體公司來說挑戰(zhàn)不小。

　　由于中國每年進口的半導體芯片花的錢比進口石油還要多，所以咱們政府就看不下去了，積極研究應對政策，撥款設立半導體產業(yè)大基金，幫助國內半導體產業(yè)發(fā)展；紫光集團去年開始勢頭兇猛的收購就跟半導體產業(yè)基金的扶持有一定關系，筆者印象最深刻的是紫光集團董事長趙偉國三天兩頭一次入股某某半導體公司，直到收購美光科技時遭拒才消停下來，筆者認為，拿錢是買不來技術的，最終還是需要自己開發(fā)，不過半導體技術的開發(fā)不是一蹴而就的，需要漫長的成長過程。

　　總結：IC制造領域英特爾、臺積電、三星電子三分天下的格局在未來一段時間還會保持不變，畢竟晶圓制造技術不是一兩天的功夫能掌握的，國內的中芯國際等企業(yè)實力差距明顯，落后至少兩代制程工藝，任重而道遠。

IC封測：并購趨勢明顯

　　作為集成電路領域的下游，封測相對于設計制造來說技術含量是最低的，但做好也不容易，臺灣IC封測業(yè)產值占全球比重達55.2%，持續(xù)維持龍頭寶座，代表性的有行業(yè)份額第一日月光等，短期內沒有任何國家能取代臺灣的地位。IC封測領域最近幾年合并趨勢明顯，中國的長電科技收購全球第四大IC封測廠商星科金朋，中國IC封測實力已經躋身國際主流水平。

　　在國家政策扶持下，中國長電科技 、華天科技 、通富微電在全球封測企業(yè)排名已分別上升至第三位、第六位、第十位，華天科技收購了美國 FCI;通富微電收購了蘇州AMD和馬來西亞檳城AMD各85%股權;同方國芯認購臺灣力成和南茂增發(fā)股份后獲得兩家公司各25%股份。

　　總結 ：雖然封測處于半導體產業(yè)的下游，但做好并不容易，中國IC封測在國際上已經能夠占據一席之地，對中國來說IC封測領域是比較容易的突破口。

　　物聯(lián)網是未來

　　半導體行業(yè)的格局相對穩(wěn)定，不太會出現(xiàn)黑馬類型的企業(yè)，因為半導體技術進步需要大量資金日復一年地投資才能取得大突破，且有時候投入大量資金也不一定能有多大的產出，取得突破的企業(yè)一般都是循序漸進的。

　　對半導體產業(yè)來說，物聯(lián)網是未來，也是個重要的轉折點，是行業(yè)洗牌的起點，誰抓住了物聯(lián)網誰就能贏得未來，高通、三星電子、聯(lián)發(fā)科目前都在布局物聯(lián)網。從2020年開始，隨著5G技術的普及，物聯(lián)網會逐漸走向千家萬戶，而物聯(lián)網最重要的兩個因素是網絡+傳感器，所以未來半導體產業(yè)還會經歷繁榮期。

　　目前制約物聯(lián)網普及的因素除了網絡還有傳感器價格，傳感器作為物聯(lián)網最基本的構成部分，幾乎每一個聯(lián)網的設備都需要傳感器的支持，而當前傳感器的價格，功耗，大小，精準度等都有待提高，目前的主流IC廠商都在為進軍物聯(lián)網做準備，比如聯(lián)發(fā)科收購立锜科技強化物聯(lián)網布局，三星出低功耗物聯(lián)網芯片，高通5G芯片等。

　　物聯(lián)網芯片的量級是巨大的。物聯(lián)網的風口，預計是中國半導體產業(yè)崛起的東風，中國堅實的制造業(yè)基礎為半導體產業(yè)的起飛做了很好的鋪墊，再加上國家大力扶持，國內市場需求大，未來中國企業(yè)在物聯(lián)網領域大有作為。

　　德州儀器和英偉達非常有前瞻性，知道自己在手機處理器領域的弱點：集成度低，所以果斷轉型，英偉達雖然要比德州儀器轉型晚，不過效果更顯著些，像寶馬、奧迪、奔馳、福特、沃爾沃都有跟英偉達合作，英偉達今年發(fā)布的自動駕駛平臺Drive PX 2參數也非常強，目前英偉達在車載計算芯片領域處于領先地位。

　　英偉達創(chuàng)始人/CEO黃仁勛展示NVIDIA車載芯片

　　對于專注于手機半導體開發(fā)的企業(yè)來說，即使現(xiàn)在輸了手機SOC也不代表輸了未來，隨著5G在2020年后開始普及，物聯(lián)網芯片種類繁多，機會也是前所未有的多，半導體廠商專注于某一領域，比如英偉達的車載芯片，積極開拓新技術，如果能做到某個細分行業(yè)比如車載芯片行業(yè)的第一，依然可以有很大作為。