手機soc廠商自研架構成趨勢

​最近，因爲三年前的一起收購案，業內最重要的芯片設計架構公司Arm與合作多年的大客戶高通關係破裂。

而雙方矛盾的導火索源於高通在2021年收購的一家初創公司Nuvia。Nuvia是由前蘋果工程師2019年創辦的芯片設計架構公司。這家公司產品對標Arm，主攻服務器、PC市場，曾宣稱其Phoenix CPU核相同功耗下可以提供比Arm CPU核高出50%至100%的峰值性能。

有媒體報道稱，Arm正在取消其與高通之間的芯片設計許可協議。該許可協議允許高通基於Arm的標準設計自己的芯片。但無論Arm是否同意授權ALA給到Nuvia，都不能阻擋高通自研架構的決心。就在今年10月，高通推出了第二代Oryon架構。

實際上，近年來手機soc廠商都逐漸在探索自研架構。

手機SoC發展史

在手機誕生之初，手機的功能還僅限於簡單的通訊，還不需要強大的處理器驅動。但隨着手機功能的豐富，對處理器的要求逐漸提高，各式各樣的手機SoC開始出現。OMAP 是由德儀所推出的開放式多媒體應用平臺架構，使用低功耗的 ARM 架構處理器，可適用於移動式平臺。如諾基亞的 N70、N95、N900、N9 就是分別使用的德儀 OMAP 1710、OMAP 2420、OMAP 3430 和 OMAP 3630 處理器。

諾基亞手機的另一家主要的 SoC 供應商是飛思卡爾。飛思卡爾同樣是美國半導體生產廠商，它的前身是摩托羅拉的半導體部門，2004 年的時候從摩托羅拉剝離出來。飛思卡爾（摩托羅拉）在功能機時代也是重要的手機處理器供應商，諾基亞的一代街機 5320、N81、E62 等就是採用的飛思卡爾 MXC300-30。

三星則在2000 年的時候推出自己的首款 SoC S3C44B0，基於 ARM7 架構，採用 250nm 工藝製造，主頻 66MHz。2002 年的時候它被用於全球首款真正意義上的智能手機 Danger Hiptop 上。

在功能機時代，TI OMAP 和飛思卡爾這兩個品牌的處理器具有統治地位。此時的SoC主要集成CPU等基本的處理功能，並開始嘗試將基帶和應用處理器集成到一塊芯片上。

隨着iPhone手機和智能手機的興起，智能手機發展迅猛，開始進入全民智能移動手機時代，手機的功能需求遠遠超過了功能機，需要更強大的處理器和更高效的圖形處理能力，手機 SoC 市場也發生了巨大的變化。

新的供應商如高通、聯發科等迅速崛起，並推出了自己的手機SoC。同時，原有的供應商如德州儀器、飛思卡爾等也繼續投入研發，市場競爭日益激烈。甚至英偉達（Tegra系列）、英特爾也推出了自己的soc芯片產品。

2011年，蘋果A系列處理器在智能手機市場上脫穎而出。2013年，首款64位SoC誕生，標誌着手機SoC技術的重要突破。此外，高通憑藉其出色的性能和強大的通訊功能以及捆綁基帶的經營策略，聯發科則以其性價比高、功能強大以及打包整體方案而備受消費者和智能手機廠商歡迎。

近年來，隨着三星Exynos的競爭力下降和麒麟芯片製程受到限制，手機SoC市場逐漸形成了高通驍龍、聯發科天璣、蘋果A系列處理器三足鼎立的局面。

高通在2024年10月發佈了新一代旗艦手機SoC驍龍8Elite，採用了臺積電第二代3nm工藝，性能大幅提升。聯發科也發佈了新一代旗艦5G智能體AI芯片天璣9400，同樣採用了先進的3nm工藝，並在AI和遊戲性能方面表現出色。

隨着5G、人工智能等技術的不斷髮展，手機SoC的應用場景也越來越廣泛。例如，在自動駕駛和智能輔助車輛等應用中，邊緣計算和機器學習的結合顯著提高了運營效率。同時，SoC中增強的連接功能（包括5G和Wi-Fi 6技術）可以滿足超連接世界的需求。

現存手機SOC主流廠商

市場研究機構Canalys發佈的2024年第二季度（4-6月）全球智能手機處理器廠商出貨量情況顯示，2024Q2全球處理器出貨量份額排名依次是：①聯發科 40% ②高通25% ③蘋果 16% ④紫光展銳 9%；⑤三星Exynos ⑥海思 ⑦谷歌。收入來說TOP 3依次是：①蘋果（收入佔比39%） ②高通（26%） ③聯發科（19%）。這也是現存的主要手機soc廠商了。

蘋果

蘋果公司是全球知名的科技巨頭，其自研的A系列SoC在手機市場上具有極高的聲譽，如A16、A17 Pro等。這些SoC專爲iPhone設計，集成了高性能CPU、GPU以及神經網絡引擎，爲iPhone提供了卓越的性能和能效。

蘋果在芯片領域的奮鬥史，最早可以追溯到1986年，此後幾經波折，最終在2007年迎來了轉機——因爲這年 iPhone 誕生了。此後蘋果的賺錢速度越來越快，搞事時機逐漸成熟。

2008年，蘋果秘密收購了 P. A. Semi，該公司的 150 名天才工程師此後大部分都留在了蘋果。同年又挖來了如今依然在職的 Johny Srouji，並讓他負責領導蘋果芯片團隊。2010年一月尾，A4處理器隨初代 iPad 正式亮相。其通過魔改三星的 S5PC110（蜂鳥）處理器設計而成，並基於三星 45nm 製程工藝打造。雖然其性能在當時並不算出衆，但它是蘋果處理器發展歷程的起點，爲後續的處理器研發奠定了基礎。

隨後，蘋果收購了 Intrinsity 公司，又接收了一批 100 多人的芯片人才團隊，於是下一代處理器的研發進度大幅加速。2011年三月初，A5 處理器隨 iPad2 一同問世。相較於A4，A5採用了雙核心設計，性能得到了顯著提升。隨後被用於iPhone 4S。A5處理器的出現，標誌着蘋果處理器開始走向領先。

今年蘋果秋季發佈會，蘋果發佈了A18芯片，搭載於iPhone 16和iPhone 16 Plus上。該芯片基於3納米制程工藝打造。

高通

高通公司是全球領先的無線通信技術提供商，其驍龍系列SoC在手機市場上佔據重要地位。

2007年11月，高通推出了Snapdragon處理器（2012年將其中文名稱定爲"驍龍"）。2013年，高通爲驍龍處理器引入全新命名方式和層級，包括驍龍800系列、600系列、400系列和200系列處理器。驍龍8系列是高通的旗艦soc系列，如驍龍8 Gen2、驍龍8 Gen3、驍龍8Elite等，採用先進的製程工藝和架構，提供強大的性能和能效。

2017年，高通宣佈將"驍龍處理器"更名爲"驍龍移動平臺"，使其更符合兼具"硬件、軟件和服務"等多種技術的集大成者的形象，涵蓋到高通的應用處理器、射頻前端、快速充電、Wi-Fi、音頻、指紋識別等各領域的先進技術。

2021年11月，高通宣佈驍龍將成爲獨立的產品品牌，並採用簡化、一致的全新命名體系，便於用戶選擇驍龍賦能的終端；驍龍移動平臺的命名體系將變爲一位數字加上代際編號，與其它品類平臺的命名原則保持一致。

2024年10月22日，第四代驍龍8移動平臺在驍龍技術峰會上發佈，並且宣佈將支持 8 年安卓版本更新。驍龍8 Gen4採用高通定製的Oryon內核，放棄了Arm的公版架構方案，與此同時，驍龍8 Gen4將會集成Adreno 830 GPU。

聯發科

發科技股份有限公司（MediaTek Inc.）是全球第四大無晶圓廠半導體公司，在移動終端、智能家居應用、無線連接技術及物聯網產品等市場位居領先地位，一年約有 20億臺內建MediaTek芯片的終端產品在全球各地上市，其天璣系列SoC在市場上受到廣泛關注。

聯發科技於2010年7月12日正式加入由谷歌爲推廣Android操作系統而發起的"開放手機聯盟"，並將打造聯發科"專屬的Android智能型手機解決方案"。

2019年，聯發科正式推出全新5G新芯片品牌"天璣"。9000系列是天璣系列的旗艦芯片，採用先進的製程工藝和強大的CPU、GPU架構，爲高端手機提供卓越的性能。

2024年10月9日，聯發科發佈天璣9400芯片。該芯片基於臺積電第二代3nm製程，採用了第二代全大核設計架構，首發Arm最新的Cortex-X925超大核CPU內核及Arm Immortalis-G925 GPU內核，將其單核性能提升35%、多核性能提升28%。

三星

三星向來有爲自家設備研發處理器的歷史，一些芯片也用在其它品牌的設備上，例如蘋果前三代iPhone。在2011年2月，三星正式將自家處理器品牌命名爲Exynos，並主要應用在智能手機和平板電腦等移動終端上。

儘管三星在自研SoC方面投入巨大，但近年來其Exynos系列SoC在市場上的表現並不突出，甚至一度被傳出將放棄自研旗艦SoC的消息。2024年7月，有消息稱，三星正研發 Exynos 1580 芯片，內部代號爲"Santa"，將會裝備在2025年發佈的 Galaxy A56 手機中。

近日，三星半導體悄悄在官網公佈了全新的 Exynos 1580 芯片，最大的升級是三叢集 CPU，包括一個 2.9GHz 的 Cortex-A720 核心、三個 2.6GHz 的 A720 核心和四個 1.95GHz 的小型 A520 核心。該芯片基於 4nm FinFET 工藝打造，配備了一個具備 14.7 TOPS 算力的 NPU。

華爲

全球知名的通信設備供應商和智能手機制造商，其麒麟系列SoC曾一度成爲華爲手機的標誌性配置。但由於衆所周知的原因，華爲麒麟系列SoC的進展面臨一些挑戰，但其在自研SoC方面的努力和成就仍然值得肯定。

紫光展銳

展銳是紫光集團旗下的芯片旗艦，由展訊和銳迪科合併構成。報告顯示，2024年Q2紫光展銳智能手機芯片全球市佔率達到13%，排名第三。

無論是出貨量還是銷售額，紫光展銳最大的客戶是傳音，也就是在非洲市場非常受歡迎的國產企業。其後是realme和聯想。目前紫光展銳主要依賴海外市場，特別和傳音合作，極大的提高了紫光展銳的出貨量。

soc廠商自研架構成趨勢

ARM體系結構作爲一種先進的處理器體系結構，已被廣泛應用於智能手機、平板等多種終端設備中。目前絕大多數手機SOC採用ARM架構，但近年來，各大主流廠商也開始逐漸切換到自研架構的賽道。

自2016年以來，高通在芯片製程和價格方面不斷迭代升級，2024年的驍龍8 Gen 4更是一次飛躍。這款芯片將在臺積電的3nm工藝基礎上，搭載高通自研的Oryon CPU，預期性能有顯著提升。與聯發科天璣9400不同，驍龍8 Gen 4將徹底放棄ARM架構，全面轉向高通自研的Oryon架構。加上GPU、NPU、ISP，基帶，高通至此擁有了完整的Soc自研能力。

而華爲的架構目前也有CPU、GPU、NPU、ISP和基帶五種架構。麒麟芯片本質上是使用了arm指令集的自研微架構。在麒麟9000s橫空出世前，麒麟芯片主要採用Arm的CPU/GPU核。隨着ARM不再授權最新的芯片架構，華爲也開始自研架構。

此外，聯發科發佈的天璣9400採用了黑鷹架構設計，並深度參與其中。

自研架構的優勢在於可更好地進行軟硬件的深度優化，以滿足市場對性能和效率的更高要求。使用自研架構能夠讓廠商擁有更大的設計靈活性和架構創新空間。相比ARM的公版架構，廠商可以針對自身的需求進行更精細的定製和優化。尤其是在大規模AI處理、多任務併發、節能等關鍵領域，擁有自主架構將使高通能夠做出更多創新嘗試。

另一方面，隨着AIPC概念的火熱，手機芯片廠商逐漸推出AIPC芯片。通過自研架構，廠商能提供更具針對性的優化，從而在PC領域獲得更強的競爭力。