新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)

何彥平

摘要 在近幾年的發(fā)展中，智能手機(jī)迎來(lái)了產(chǎn)業(yè)革命與技術(shù)更迭。就當(dāng)前的行業(yè)背景來(lái)看，功能集成化、通信多?；确较蛞呀?jīng)成為了新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的核心內(nèi)容。本文在闡述智能手機(jī)芯片產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，從CPU部件、SDR技術(shù)、手機(jī)內(nèi)存、無(wú)線連接芯片、芯片封裝技術(shù)五個(gè)方面，綜合全面的探討了新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，給我國(guó)手機(jī)芯片技術(shù)研發(fā)者提供了一定的借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】智能手機(jī) 手機(jī)芯片 關(guān)鍵技術(shù) 芯片封裝

隨著智能手機(jī)相關(guān)技術(shù)的不斷研發(fā)，目前智能手機(jī)已經(jīng)完全進(jìn)入了人們的生活，成為了當(dāng)代人們不能缺少的通訊、娛樂(lè)工具，同時(shí)也是當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。但智能手機(jī)芯片的同質(zhì)化現(xiàn)象非常突出，使得手機(jī)芯片的生命周期直線下降。再加上智能手機(jī)一直在朝著輕薄化、大屏化、低價(jià)化等方向發(fā)展，使得手機(jī)芯片的能耗與性能之間出現(xiàn)了較多的沖突，不利于智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)處于良性發(fā)展。在這種背景下，探討新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)就顯得非常重要，能夠顯著提高智能手機(jī)芯片的技術(shù)層次，大大拓展芯片的生命周期。

1 智能手機(jī)芯片產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

智能手機(jī)的芯片主要有五個(gè)部分組成，即基帶芯片、應(yīng)用處理芯片、射頻收發(fā)器、電源管理芯片等。不同的芯片能夠使得智能手機(jī)具有不同的功能，同時(shí)也可以顯著提高智能手機(jī)的綜合性能。在多年的發(fā)展中，新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品技術(shù)對(duì)上述五個(gè)模塊的分類已經(jīng)開(kāi)始變得模糊，一些芯片也出現(xiàn)了相互整合。比如基帶芯片和應(yīng)用處理芯片在很多智能手機(jī)產(chǎn)品中都實(shí)現(xiàn)了整合，使得智能手機(jī)芯片的總體尺寸顯著下降，同時(shí)也降低了智能手機(jī)芯片的成本。

2 新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 CPU部件

智能手機(jī)的CPU是整個(gè)手機(jī)的核心部件，從剛開(kāi)始的單核慢慢發(fā)展到四核，而到現(xiàn)在八核手機(jī)CPU也非常普遍。目前越來(lái)越多的年輕人使用智能手機(jī)來(lái)玩游戲，使得他們對(duì)于手機(jī)CPU性能的重視程度也越來(lái)越高。在新一代智能手機(jī)的CPU行業(yè)領(lǐng)域中，ARM基本上已經(jīng)占有了大部分的市場(chǎng)份額，而Intel系列的CPU很難在這種市場(chǎng)背景下有所突破。當(dāng)前市場(chǎng)中流行的智能手機(jī)CPU -般都處于ARMV7和ARMV8構(gòu)架中。其中ARMV7的Cortex-A15的綜合性能比較高，并且產(chǎn)品本身也非常重視運(yùn)行過(guò)程中的最佳能效，在具體使用中可以達(dá)到性能與功耗的相對(duì)平衡。這一系列智能手機(jī)的代表作品有三星的Exynos 5 0cta等。而ARMV8的A5x系列產(chǎn)品是目前ARM領(lǐng)域的最佳處理器，綜合性能處于頂尖水平，比Cortex-A15相比整體性能提升率在百分之三十左右。

2.2 SDR技術(shù)

智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的SDR技術(shù)主要是指軟件定義無(wú)線電技術(shù)。其主要是使用可配置的軟件單元來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)的無(wú)線通信系統(tǒng)。在以前的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)主要用于各個(gè)通信基站中，很難在手機(jī)中應(yīng)用。但是隨著智能手機(jī)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展，SDR技術(shù)也開(kāi)始在手機(jī)芯片產(chǎn)品中有了更高的發(fā)展?jié)摿ΑＬ貏e是在4G通訊的背景下，新一代智能手機(jī)的多模需求越來(lái)越突出，使得SDR技術(shù)的應(yīng)用空間也逐步擴(kuò)大。當(dāng)前SDR技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始使用平臺(tái)化的開(kāi)發(fā)模式，并且開(kāi)始關(guān)注智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的生命周期和技術(shù)更迭周期，致力于協(xié)調(diào)好兩者之間的平衡。智能手機(jī)的主流芯片產(chǎn)品都開(kāi)始引入SDR技術(shù)，并且很多供應(yīng)商也通過(guò)直接購(gòu)買IP授權(quán)方式、直接收購(gòu)等方式來(lái)獲取SDR技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此，SDR技術(shù)將成為新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的必備技術(shù)。

2.3 手機(jī)內(nèi)存

新一代智能手機(jī)的手機(jī)內(nèi)存在當(dāng)前的背景下依然朝著大容量的方向發(fā)展，從最開(kāi)始的1G、2G內(nèi)存發(fā)展到了現(xiàn)在64G、128G內(nèi)存。在核心技術(shù)層面上，智能手機(jī)的手機(jī)內(nèi)存相關(guān)內(nèi)容并沒(méi)有得到本質(zhì)上的革新，基本上還停留在現(xiàn)有技術(shù)體系的不斷完善方面。在2014年的時(shí)候，WIDE 110 2代產(chǎn)品開(kāi)始取代了一代產(chǎn)品，并且解決了一代產(chǎn)品在智能手機(jī)使用過(guò)程中由于散熱性能等不足而引發(fā)智能手機(jī)出現(xiàn)容易發(fā)熱的問(wèn)題。就目前的現(xiàn)狀來(lái)看，WIDEI/O系列產(chǎn)品在手機(jī)內(nèi)存相關(guān)領(lǐng)域依然具有較強(qiáng)的應(yīng)用空間，對(duì)比與其他產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，WIDEI/O系列產(chǎn)品凸顯出了顯著的功耗優(yōu)勢(shì)和帶寬能力。

2.4 無(wú)線連接芯片

無(wú)線連接芯片主要關(guān)系著智能手機(jī)的Wi.Fi、BT、FM等各個(gè)功能，同時(shí)這些功能也是智能手機(jī)必備的功能。目前我國(guó)智能手機(jī)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，使得智能手機(jī)的價(jià)格也持續(xù)走低，給所有手機(jī)廠商都帶來(lái)了較大的成本壓力。這個(gè)時(shí)候，如果能夠積極研發(fā)無(wú)線連接芯片技術(shù)，就能夠形成集成化的連接性芯片，有效降低了智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的成本。就目前智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的具體技術(shù)分類來(lái)看，無(wú)線連接芯片應(yīng)該能夠?qū)iFi、藍(lán)牙4.0、GPS等多種技術(shù)連接在一起，并且讓每一種功能芯片都成為無(wú)線連接芯片中的一個(gè)模塊。在未來(lái)的發(fā)展中，無(wú)線連接芯片必然是新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的核心技術(shù)，并且當(dāng)前主流的SOC芯片也是未來(lái)智能手機(jī)在這方面的重要發(fā)展方向。

2.5 芯片封裝技術(shù)

從新一代智能手機(jī)芯片產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，手機(jī)芯片產(chǎn)品在未來(lái)還會(huì)朝著集成化的方向發(fā)展。但每一個(gè)芯片的制作工藝和技術(shù)層次不同，使得各個(gè)芯片對(duì)于SIP封裝的要求也有所區(qū)別。智能手機(jī)芯片的傳統(tǒng)SIP封裝基本上還處于2D的范疇，即進(jìn)行各類平鋪和堆疊等操作來(lái)完成芯片的封裝。這種封裝技術(shù)在當(dāng)今時(shí)代已經(jīng)不再適用，很多手機(jī)廠商都開(kāi)始考慮研發(fā)并推廣2.5D和3D的封裝技術(shù)。這主要是因?yàn)樾乱淮悄苁謾C(jī)的尺寸正處于扁平化發(fā)展，不適合在進(jìn)行堆疊等封裝操作。在這種背景下，以硅通孔技術(shù)為主的現(xiàn)代芯片封裝技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始得到重視。但在現(xiàn)階段，這種新型芯片封裝技術(shù)的工藝還比較復(fù)雜，很難真正在所有智能手機(jī)產(chǎn)品中推廣，通常都用于那些高端智能手機(jī)產(chǎn)品中。

3 結(jié)束語(yǔ)

智能手機(jī)雖然在當(dāng)前的社會(huì)背景下得到了較好的發(fā)展與普及，但是同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)。特別是人們對(duì)于智能手機(jī)多樣化性能的需求，必然會(huì)導(dǎo)致智能手機(jī)芯片的制作要求越來(lái)越高，并且在整體性能上應(yīng)該向PC靠攏。在這種情況下，我們就應(yīng)該在當(dāng)前做好智能手機(jī)芯片產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)的整合分析，能夠優(yōu)化手機(jī)芯片的諸多技術(shù)，在降低芯片制作難度的同時(shí)也能夠很好的拓展芯片的性能。這樣以后，我國(guó)智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)就會(huì)慢慢拉近跟發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，最終跟上時(shí)代的發(fā)展潮流。

參考文獻(xiàn)

[1]杜俏俏，趙悅，宋樂(lè)，王建，基于智能手機(jī)的MSP430系列芯片軟件升級(jí)研究[J].軟件導(dǎo)刊，2017，16 （08）：171-173.

[2]中芯國(guó)際推出2 8納米HKMG制程與聯(lián)芯打造智能手機(jī)SoC芯片[J].電腦與電信，2016（01）：10.