新一代智能手機芯片產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)

何彥平

隨著智能手機相關(guān)技術(shù)的不斷研發(fā)，目前智能手機已經(jīng)完全進入了人們的生活，成為了當(dāng)代人們不能缺少的通信、娛樂工具，同時也是當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。但智能手機芯片的同質(zhì)化現(xiàn)象非常突出，使得手機芯片的生命周期直線下降。再加上智能手機一直在朝著輕薄化、大屏化、低價化等方向發(fā)展，使得手機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芯片的技術(shù)層次，大大拓展芯片的生命周期。

1 智能手機芯片產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢

智能手機的芯片主要有5個部分組成，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具有不同的功能，同時也可以顯著提高智能手機的綜合性能。在多年的發(fā)展中，新一代智能手機芯片產(chǎn)品技術(shù)對上述5個模塊的分類已經(jīng)開始變得模糊，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產(chǎn)品中都實現(xiàn)了整合，使得智能手機芯片的總體尺寸顯著下降，同時也降低了智能手機芯片的成本。

2 新一代智能手機芯片產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 CPU部件

智能手機的CPU是整個手機的核心部件，從剛開始的單核慢慢發(fā)展到四核，而到現(xiàn)在八核手機 CPU也非常普遍。目前越來越多的年輕人使用智能手機來玩游戲，使得他們對于手機CPU性能的重視程度也越來越高。在新一代智能手機的CPU行業(yè)領(lǐng)域中，ARM基本上已經(jīng)占有了大部分的市場份額，而Intel系列的CPU很難在這種市場背景下有所突破。當(dāng)前市場中流行的智能手機 CPU一般都處于 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行過程中的最佳能效，在具體使用中可以達到性能與功耗的相對平衡。這一系列智能手機的代表作品有三星的Exynos 5 Octa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30%左右。

2.2 SDR技術(shù)

智能手機芯片產(chǎn)品的SDR技術(shù)主要是指軟件定義無線電技術(shù)。其主要是使用可配置的軟件單元來實現(xiàn)手機的無線通信系統(tǒng)。在以前的時候，這項技術(shù)主要用于各個通信基站中，很難在手機中應(yīng)用。但是隨著智能手機的相關(guān)技術(shù)發(fā)展，SDR技術(shù)也開始在手機芯片產(chǎn)品中有了更高的發(fā)展?jié)摿?。特別是在4G通信的背景下，新一代智能手機的多模需求越來越突出，使得SDR技術(shù)的應(yīng)用空間也逐步擴大。當(dāng)前SDR技術(shù)已經(jīng)開始使用平臺化的開發(fā)模式，并且開始關(guān)注智能手機芯片產(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。智能手機的主流芯片產(chǎn)品都開始引入SDR技術(shù)，并且很多供應(yīng)商也通過直接購買IP授權(quán)方式、直接收購等方式來獲取SDR技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。因此，SDR技術(shù)將成為新一代智能手機芯片產(chǎn)品的必備技術(shù)。

2.3 手機內(nèi)存

新一代智能手機的手機內(nèi)存在當(dāng)前的背景下依然朝著大容量的方向發(fā)展，從最開始的1 G、2 G內(nèi)存發(fā)展到了現(xiàn)在64 G、128 G內(nèi)存。在核心技術(shù)層面上，智能手機的手機內(nèi)存相關(guān)內(nèi)容并沒有得到本質(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年的時候，WIDE I/O 2代產(chǎn)品開始取代了一代產(chǎn)品，并且解決了一代產(chǎn)品在智能手機使用過程中由于散熱性能等不足而引發(fā)智能手機出現(xiàn)容易發(fā)熱的問題。就目前的現(xiàn)狀來看，WIDE I/O系列產(chǎn)品在手機內(nèi)存相關(guān)領(lǐng)域依然具有較強的應(yīng)用空間，對比與其他產(chǎn)品來說，WIDE I/O系列產(chǎn)品凸顯出了顯著的功耗優(yōu)勢和帶寬能力。

2.4 無線連接芯片

無線連接芯片主要關(guān)系著智能手機的WiFi、BT、FM等各個功能，同時這些功能也是智能手機必備的功能。目前我國智能手機行業(yè)的競爭非常激烈，使得智能手機的價格也持續(xù)走低，給所有手機廠商都帶來了較大的成本壓力。這個時候，如果能夠積極研發(fā)無線連接芯片技術(shù)，就能夠形成集成化的連接性芯片，有效降低了智能手機芯片產(chǎn)品的成本。就目前智能手機芯片產(chǎn)品的具體技術(shù)分類來看，無線連接芯片應(yīng)該能夠?qū)iFi、藍牙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線連接芯片中的一個模塊。在未來的發(fā)展中，無線連接芯片必然是新一代智能手機芯片產(chǎn)品的核心技術(shù)，并且當(dāng)前主流的SOC芯片也是未來智能手機在這方面的重要發(fā)展方向。

2.5 芯片封裝技術(shù)

從新一代智能手機芯片產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀來看，手機芯片產(chǎn)品在未來還會朝著集成化的方向發(fā)展。但每一個芯片的制作工藝和技術(shù)層次不同，使得各個芯片對于SIP封裝的要求也有所區(qū)別。智能手機芯片的傳統(tǒng)SIP封裝基本上還處于2D的范疇，即進行各類平鋪和堆疊等操作來完成芯片的封裝。這種封裝技術(shù)在當(dāng)今時代已經(jīng)不再適用，很多手機廠商都開始考慮研發(fā)并推廣2.5D和3D的封裝技術(shù)。這主要是因為新一代智能手機的尺寸正處于扁平化發(fā)展，不適合在進行堆疊等封裝操作。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產(chǎn)品中推廣，通常都用于那些高端智能手機產(chǎn)品中。

3 結(jié)束語

智能手機雖然在當(dāng)前的社會背景下得到了較好的發(fā)展與普及，但是同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)。特別是人們對于智能手機多樣化性能的需求，必然會導(dǎo)致智能手機芯片的制作要求越來越高，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)前做好智能手機芯片產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)的整合分析，能夠優(yōu)化手機芯片的諸多技術(shù)，在降低芯片制作難度的同時也能夠很好的拓展芯片的性能。這樣以后，我國智能手機產(chǎn)業(yè)就會慢慢拉近跟發(fā)達國家之間的差距，最終跟上時代的發(fā)展潮流。