华为麒麟9000|专家拆解比较苹果A14和华为麒麟9000两款顶端芯片

EETimesJ1/29刊发技术分析师清水洋治
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,通过拆解最新的苹果和华为手机,比较分析苹果的A14和华为的麒麟9000两个顶峰5nm芯片处理器,并指出麒麟9000在集成密度上优于A14BIONIC。不好意思,专业解说,非专业翻译,不妥之处请见谅!

华为麒麟9000|专家拆解比较苹果A14和华为麒麟9000两款顶端芯片
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采用了5nm芯片的处理器
截止到2021年1月,目前量产的最先进的半导体工艺是5nm(1nm=百万分之一毫米),苹果在2020年10月发布的iPhone12系列和iPadAir所使用的A14BIONIC以及苹果在2020年11月发布的Mac系列所使用的AppleSiliconM1,都是5纳米制造的芯片。
与直到现在为止最先进的7nm技术相比,5nm将单位面积的集成密度提高了1.6倍以上,可以在同样的面积上安装更多的电路和功能。与苹果同时,华为发布了搭载5nm处理器的旗舰智能手机,华为Mate40Pro。

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图12020年10月推出的Mate40Pro。从左到右,包装盒、后盖拆下,非接触式充电用的线圈和NFC通讯用的天线拆下。由于复杂的设计,拆解这一设备是一个相当大的挑战。
华为和海思(华为的子公司半导体制造商)一直是中美争端的目标,受到各种管制,从2020年9月起,华为和海思无法再从台湾半导体龙头企业台积电获得尖端工艺芯片。也就是说,我们这里所介绍的Mate40Pro是由2020年9月之前生产的芯片组成。中美问题如何发展将是最大的关注点。
在Mate40Pro内部,上面是摄像头和电脑板,中间是电池,下面是扬声器和端子。

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图2为内部电路板和摄像头。该机有三个外置摄像头和两个内置摄像头。出摄像头拥有5000万像素(百万像素)广角、2000万像素超广角和1200万像素光学长焦。机内摄像头为1300万像素,配备3D-TOF,与德国徕卡共同开发,性能和画质都极高。内部电路板几乎是正方形,安装摄像装置的部分被掏空了。
如图2左侧所示,其中有三块板子的结构是两层结构,不是苹果和三星电子使用的带垫片的两层结构,而是板子的直接重叠。一楼放置处理器和传感器,二楼放置5G(第五代移动通信)通信用的功率放大器、滤波器、天线开关等通信元器件。较小的二层板,也有连接显示屏和外接天线的终端。板子的另一侧是处理器和内存,每个功能的处理器和内存都被金属覆盖,以提供屏蔽。图2中最右边的图像显示的是被拆除的金属防护罩。
板上芯片的美国产品比例正在下降

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图3是Mate40Pro的电脑板上的处理器芯片和内存芯片。左边是容量为256Gbytes的NAND闪存。NAND闪存通常带有韩国三星、SKhynix、美国美光科技或日本铠侠(原东芝内存)的标志,但是,这款芯片的包装上刻有HiSilicon的标志。内部的细节在Tekanalie的报告中都有报道,内存的内容也很详细,其中HiSilicon做出了重要贡献。
右下角是与处理器密切相关的DRAM,采用了三星的LPDDR5SDRAM,它被放在处理器的正上方,采用POP(PackageOnPackage)结构。图3中间是处理器封装在DRAM的正下方。华为/硅谷研发、台积电5纳米制造的处理器麒麟9000就嵌入其中。请注意,麒麟9000只是一个品牌名称,芯片名称是Hi36A0。

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图4显示了Mate40Pro中功能芯片的国籍以及HiSilicon制造的器件分布情况。
由于中美之间的问题越来越突出,美国制造的半导体比例在下降,大约在23%左右。主要是通信用功率放大器在美国制造。可以看出,华为/海思大约占了一半。这是一个极高的比例。芯片整合成一套,可以读取先进的系统功率。其他产品如传感器等都是在日本和欧洲生产。图4的右侧是HiSilicon的器件分布特写图。

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