手机关键芯片代工进入“双巨头时代”

对于绝大多数的国家与地区而言，芯片制造技术才是制约本国芯片技术发展的最关键的技术之一，很多国家芯片产业的短板就是芯片制造，包括美国。目前，台积电、三星两家代工巨头几乎垄断了手机关键芯片代工市场。

行业分析机构Counterpoint数据显示，2022年Q1台积电生产了约70%的智能手机关键芯片，三星则占据全球智能手机芯片约30%的份额。当前，随着芯片工艺升级逐渐放缓，芯片架构鲜有突破，手机关键芯片代工进一步呈现集中化、垄断化发展趋势。

台积电、三星垄断高端手机芯片代工

根据Counterpoint的Foundry and Chipset Tracker的数据，2022年第一季度全球智能手机芯片(SoC/AP+基带)出货量同比下降5%，受到季节性因素、中国在城市封锁期间需求下滑以及2021年第四季度部分芯片供应商的过多出货量的影响。然而，出货下降的影响被强劲的收入增长所抵消，随着芯片单价升高以及在更高价的5G智能手机中渗透率的增加，全球芯片收入在2022年第一季度同比录得了23%的稳健增长。全球最大的代工厂台积电生产了约70%的智能手机关键芯片，从完整的片上系统(SoC)到独立应用处理器(AP)和基带。三星代工厂是仅次于台积电的第二大代工厂，占据全球智能手机芯片约30%的份额。

图1：2022年Q1,全球智能手机新品(AP/SOC/基带)出货份额–根据代工厂划分

资料来源：Counterpoint的Foundry和AP/SoC服务

注：总出货量包括AP/SoC和独立基带

高级研究分析师Parv Sharma在评论智能手机领域的代工前景时表示：导致智能手机先进芯片的双头垄断。台积电和三星代工共同控制了整个智能手机芯片市场，台积电在制造规模和市场份额方面是三星的两倍多，并且其的CAPEX支出远高于竞争对手，另外台积电计划于2021-2023年间投资1000亿美元用于5/4nm和3nm芯片制造设施、WFE、3D封装，并增加5/4nm和28nm的生产以满足不断增长的需求。从而使其在先进工艺节点中占据更大份额。

由于高通选择三星代工制造X60基带，以及联发科智能手机芯片出货量也在每年下降。2022年第一季度使用台积电制造的智能手机芯片的出货于去年相比下滑了9%。然而，高通的dual sourcing战略将在2022年为台积电增加更多的销量。此外，高通、苹果和联发科的4nm旗舰产品的增加将帮助台积电在2022年占领更多智能手机芯片的份额。

目前台积电占据了智能手机芯片的先进工艺节点(4nm、5nm、6nm和7nm)65%的份额。其于2022年第一季度开始量产其领先的4nm工艺节点和联发科的Dimensity 9000 SoC。由于高通公司未来基于4nm的Snapdragon 8+ Gen1 SoC的dual sourcing战略，台积电基于4nm节点的智能手机芯片出货量预计将有更进一步的增长。”

图2：领先工艺节点的智能手机芯片全球市场份额

资料来源：Counterpoint的Foundry和AP/SoC服务

高级分析师JenePark在评论三星Foundry的表现时表示：“得益于高通和三星半导体内部的Exynos芯片部门，三星Foundry占据了全球智能手机芯片出货量的30%左右。尽管领先的4nm工艺节点的良率相对较低，但三星代工以十分稳健的60%的份额引领了领先工艺节点4nm和5nm的智能手机芯片出货量，其次是台积电，在2022年第一季度占据40%的份额。三星的4nm出货量Foundry由Qualcomm Snapdragon 8 Gen1推动，仅在一个季度内，它就在三星Galaxy S22系列中获得了超过75%的份额。三星代工厂还受益于更新的基于5nm的中端5G芯片Exynos1280，用于其更大容量的Galaxy A53和A33智能手机。然而，不确定的全球宏观经济环境、潜在的库存调整以及来自高通的dual sourcing战略可能会给三星代工的整体市场份额以及领先节点带来压力。

台积电芯片代工工艺略胜一筹

近日，有消息称高通将全面转向台积电，并且最新的骁龙7系新平台正在测试中，将使用台积电的4nm工艺制程，并且爆料人还表示，明年中高端手机都是台积电工艺，骁龙7系芯片也可以主打性能。预计高通将来会发布骁7+ Gen 1和骁龙7 Gen 2等迭代款芯片。

骁龙7 Gen 1芯片发布于今年的5月份，基于三星4nm制程工艺打造，拥有四个主频为2.4GHz的A710大核和四个A510能效核。配备Adreno 662 GPU，性能相较前代拥有20%的提升。同时配备了X62 5G调制解调器，能够实现4.4Gbps下载速度和双5G连接。支持WiFi-6E和蓝牙5.3，还支持高达16GB的LPDDR5 RAM。

骁龙780G 5G芯片发布于2021年3月，采用三星5nm工艺，拥有一个2.4GHz的 A78核心，三个2.2GHz的A78核心，以及四个1.9GHz的A55核心。高通方面表示CPU提升幅度高达45%，主要是大核心提升以及采用的新微架构。支持 LPDDR4X-2133MHz内存。配备了Adreno 642 GPU，相比上一代提升50%，其图形驱动支持OTA更新。

从参数上来看，这两款芯片其实并不弱，主要的原因还是出在了三星的工艺上。此前三星5nm工艺对比台积电5nm工艺在晶体管密度这块就相差了35%。因此，就连英伟达就宣布下一代40系显卡将采用台积电的N4工艺打造，不带三星玩了。而之前三星就已经陷入了良率困境，据传言称三星的4nm工艺的良品率仅有35%，低到高通和英伟达都无法接受，因此三星在内部彻查用于提升良品率的资金流向。

这在骁龙8和骁龙8+上体现的淋漓尽致，众所周知，去年高通发布了骁龙8 Gne1处理器，由于其糟糕的能效比以及温度控制，导致在市场上反响糟糕，甚至就连手机用户都“谈龙色变”。这也让曾经一度被高通压制的联发科有了翻身的机会，推出的天玑9000凭借优秀的性能以及良好的温度表现受到不少用户的青睐。

但高通做足准备提前释出了骁龙8+ Gen1，可说到底骁龙8+仅仅只是骁龙8的升级款，甚至连架构都没有任何改变，依旧保持一颗X2超大核，三颗A710大核以及四颗A510的三丛集结构，不同的是每个丛集均提升了0.2GHz。但因为骁龙8+转由台积电代工，采用台积电的4nm工艺制程打造。官方宣称骁龙8+对比骁龙8在SoC的能耗方面降低了15%，GPU能耗降低了30%，CPU的能效则提升了30%之多。