ARM:芯片行业你应该知道的几个冷知识_Foundry

最近“芯片”刷屏，对于芯片产业的关注热潮背后，国人正在重新审视芯片行业的发展。

实际上，国内高端通用芯片产业仍然处在起步阶段，与欧美、日韩的芯片产业仍有较大差距。讨论火热的背后，有些冷知识你可能不知道，比如，手机厂商每卖出一部智能手机，都要向高通缴纳一部分的专利费用;在PC端独领风骚的Intel，为什么就造不出好的手机芯片呢?

以下，就是寻找中国创客(ID：xjbmaker)为你梳理的几个不得不知的芯片冷知识：

每一部你买的

智能手机都要向高通缴纳专利费

普通用户对高通的熟知来源于手机上使用的高通芯片。现阶段的中高端安卓手机使用的几乎都是高通骁龙Snapdragon处理器，比如小米最新发布的旗舰机型小米MIX2s使用的骁龙845，罗老师的坚果Pro2使用的骁龙660等。

你每购买一部使用高通骁龙芯片的国产手机，都要向高通公司支付一部分的费用，这部分费用并不只是高通的芯片成本费用。换句话说，即便你购买了使用联发科芯片的手机，依然要向高通支付专利费用。

美银预计今年全球芯片销售额飙升24%达到5440亿美元:9月20日消息，全球芯片持续短缺困扰着从汽车制造商、视频游戏出版商到消费电子产品制造商等众多企业，这也促进了芯片公司的销售。美银预计，高于趋势的增长将持续到明年，目前预计2021年行业总销售额将增长24%，达到5440亿美元，高于此前增长21%的预期。（科创板日报）[2021/9/20 23:37:58]

这样说的原因是，高通赖以生存的并不是旗下的芯片技术，事实上，高通是一家通信公司，在3G/4G领域几乎是奠基者的存在，它是持有高级3G移动网络技术专利权最多的公司，手握近4000项相关发明专利。

2018世界移动通信大会上的高通(Gualcomm)/视觉中国

即便你不使用高通的芯片，但依然为高通的移动通信专利支付费用。前段时间魅族与高通的专利纷争就在于此。

根据高通公司此前公布的数据显示，对于在中国使用而销售的设备，高通中国标准必要专利(SEP)许可，3G设备(包括3G|4G多模设备)为设备净售价的65%的5%;对于包括3模LTE-TDD在内仅支持4G的设备为设备净售价的65%的3.5%。

比特币矿机制造商嘉楠科技发布AI芯片勘智K510:7月9日消息，据国外媒体报道，在2021世界人工智能大会上，区块链第一股、比特币矿机制造商嘉楠科技（Canaan Inc.）宣布发布人工智能（AI）芯片勘智K510。[2021/7/9 0:38:47]

当你购买一部4G手机，比如刚刚上市的小米MIX2s，起售价3299元，为高通支付的专利授权费就是：3299X65%X5%=107.2175。根据公开资料显示，高通在2015年的专利收入就高达79.47亿美元，占据当年全球智能手机总收入的2%。

在通信领域的垄断地位也让高通在全球遭遇了多国的反垄断调查。2013年，中国启动对高通的反垄断调查。2015年，发改委公布调查结果，对高通处以60.88亿人民币的罚款，是《中华人民共和国反垄断法》实施以来的单笔罚款最高纪录。

主流手机厂商的

芯片实际上都是由台积电代工

声音 | 蚂蚁矿机市场负责人：比特大陆正在进行5nm芯片的基础研究:5月22日，在比特大陆主办的蚂蚁矿机S17系列品鉴会上，蚂蚁矿机市场负责人江志华表示，比特大陆正在进行5nm芯片的基础研究，但考虑到技术成熟度及经济性，未来2-3年内，7nm芯片仍为主流。另据蚂蚁矿机亚太区销售负责人范晓俊透露，比特大陆将于下周推出最新固件，支持多档位安全超、降频，以及智能频率微调。[2019/5/22]

你可能很难想象，一直被视为国产手机芯片的独秀华为海思处理器实际上是由台积电代工生产的。事实上，全球有近6成的芯片代工都是由台积电完成的。

在此之前，芯片设计和制造都是由一家公司自己完成的，业内称之为IDM，比如我们熟知的英特尔、三星等，芯片的设计、制造、封测都是由自己完成。

不过，这种模式投入巨大，一方面设计研发费用惊人，一方面又要花大价钱建厂生产，所以现在设计和生产分开成为半导体行业的流行趋势，代工和研发由不同的公司完成，即晶圆代工(Foundry)+Fabless模式。

动态 | 比特大陆计划年底推出二代 7nm芯片矿机 S17 和 T17:香港《南华早报》报道称，比特大陆计划年底推出二代 7 纳米芯片矿机 S17 和 T17，相较前代效率高出 30%，并表示 2020 年 5 月比特币产量减半将推动新产品的销量。2016 年比特大陆在比特币减半之前推出了蚂蚁矿机 S9，一年后该产品便占所有比特币矿机出货量的 60％。虽然比特大陆已推出了两款 7 纳米芯片矿机 S15 和 T15，但嘉楠耘智也制造了其 7 纳米芯片。[2019/3/29]

华为海思就属于Fabless模式，专门从事芯片设计，而不负责生产。苹果、高通、展讯同属此类。台积电就是专门从事芯片代工生产的公司，业内称之为Foundry，三星即是IDM也是Foundry，比如苹果iPhone6s/6splus搭载的A9处理器就分别为台积电和三星代工生产的。不过之后的苹果A系列处理器就都交由台积电了。

2017年4月13日，台北，积体电路制造公司(TSMC)总裁兼联席首席执行官刘德音(MarkLiu)出席投资者会议/视觉中国

动态 | 台积电：第四季度加密挖矿芯片销售将会疲软:据路透消息，台积电(TSMC)预计其第四季度营收将适度增长，而来自用于加密挖矿高性能电脑芯片的销售将会疲软，将部分抵消对智能手机芯片的强劲市场需求带来的收益。[2018/10/19]

华为刚刚发布的海思麒麟Kirin970处理器，就是采用了台积电最新的10nm工艺，在近乎一平方厘米内集成了55亿个晶体管。

Intel为什么造不出好的手机芯片?

Intel在几乎垄断了全球的电脑处理器市场，但是在移动端你却很难见到Intel的身影，大多数主流手机厂商使用的都是高通公司的芯片。除了高通本身在通信领域拥有的大量专利技术积累外，Intel本身的战略失误也是造成其在移动端市场缺席的重要原因。

简单来说，芯片的指令集可分为分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两部分，代表架构分别是x86、ARM和MIPS。像Intel的X86架构就是基于复杂指令集，而ARM则是基于精简指令集。后来苹果逐渐研发出自有架构后，使用的也是精简指令集。

复杂指令集和精简指令集只是技术手段的不同，很难说清楚孰优孰劣。Intel错失移动端市场有两方面的原因。

其一是其对移动端市场不够重视。彼时，智能手机兴起之初，正是Intel在PC端市场独领风骚之时。其推出的酷睿系列处理器一扫之前的颓势，重回PC霸主的地位。PC端的火爆让Intel忽视了移动端市场迅猛增长的前景。当年苹果还有意同Intel合作，为iPhone生产处理器，但之后不了了之。

其二，移动端设备与PC不同，PC领域强调的是高性能，但对功耗要求不高，而移动端则必须兼顾高性能与功耗的平衡。在PC处理器上Intel使用的是X86架构，优点是性能强劲，但其将之试用在移动端后，带来的高功耗和续航上的差劲让Intel吃了大亏。

此外，由于ARM架构在手机领域的广泛应用，使得大多数安卓应用都是基于ARM架构开发，应用兼容性也是Intel的X86架构面临的难点。Intel的解决办法是技术手段来使基于ARM开发的安卓应用可以运行在自家X86平台上，但这毕竟比不上原生的ARM。

早年间，联想还在自家的旗舰机型K900上使用了Intel的Atom四线程处理器，对，就是科比代言的那款。全金属外壳加上Intel高发热的芯，冬天使用简直是暖宝宝的绝佳替代品。

主流手机芯片

大多数都基于英国ARM公司的架构

英国ARM公司是一家芯片设计公司，前身是艾康电脑(Acorn)，于1978年创立于英国剑桥。此后一直从事手机芯片的开发，1980年代还为苹果的PDA设备“Newton”设计过芯片。1985年，艾康电脑研发出采用精简指令集的新处理器，名为ARM(AcornRISCMachine)，又称ARM1。

1990年，艾康电脑出现财务危机，公司改组为ARM(AdvancedRiscMachine)计算机公司，并获得了Apple与芯片厂商VLSI科技的资助。由于成立初期资金不足，ARM公司决定不制造芯片，转而将设计方案授权给其他半导体厂商，由他们生产制造。

此后，先是英国的GECPlessey获得了ARM的授权，后来德州仪器也与ARM达成合作。现在包括ntel、IBM、三星、LG半导体、NEC、SONY、飞利浦、Atmel等知名半导体厂商是ARM公司的合作伙伴。

现在，几乎所有的主流芯片厂商都是基于ARM架构，即ARM官方的标准微架构“Cortex-A”，也就是所谓ARM的公版设计。当年华为海思处理器刚出来时，就被人质疑使用的是ARM公版，而不能称之为国产。

2016年，日本软银公司斥资243亿英镑收购了ARM公司。基于目前市面上的主流手机芯片几乎都是采用的ARM架构，你也可以说，现在市面上99%的手机都是“日货”：)

软银CEO孙正义：ARM架构芯片年出货量将达1万亿颗/视觉中国

*本文部分内容参考维基百科及公开报道整理

记者|薛星星

编辑|赵力

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