近期國產(chǎn)芯片終于迎來了一個好消息。據(jù)相關(guān)人士最新透露，國際通信巨頭、國內(nèi)手機(jī)行業(yè)頭部品牌華為已經(jīng)基本解決了5G相關(guān)難題，預(yù)計(jì)在2023年正式推出5G版的手機(jī)產(chǎn)品。同時還透露到，備受關(guān)注的麒麟芯片或在明年下半年迎來突破，或許在未來一兩年將會看到新的麒麟芯片上市。
眾所周知，由于制裁的原因，導(dǎo)致華為即便在5G技術(shù)上具備領(lǐng)先優(yōu)勢（市調(diào)機(jī)構(gòu)GlobalData將華為的5G核心產(chǎn)品組合列為全球第一），卻依舊無法使用并制造5G設(shè)備，同時由于芯片代工問題，使得已跨入先進(jìn)手機(jī)Soc的海思麒麟芯片“斷更”。
目前，華為已基本解決了5G相關(guān)問題（如射頻天線），但是目前全球能夠生產(chǎn)（代工）最先進(jìn)芯片（甚至已來到3nm工藝）的三星與臺積電受制于政治無法代工，而目前國內(nèi)已知最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝為14nm，欲以此工藝打造芯片不說與旗艦芯片競爭，與其低端芯片也存在性能上的差異，麒麟芯片引來突破結(jié)合此前華為申請的芯片疊加技術(shù)專利來看，短時間內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)中端的麒麟芯片仍有可能，如若成功，國產(chǎn)先進(jìn)Soc或許將不在被卡脖子。
國產(chǎn)5G時機(jī)成熟
中國通信發(fā)展先后經(jīng)歷了 1G 模擬話音時代（1980-1990 年）、2G 數(shù)字話音/低速數(shù)據(jù)時代（1991-2000 年）、3G 語言/數(shù)據(jù)/互聯(lián)網(wǎng)（2001-2010 年）時代、4G 數(shù)據(jù)主導(dǎo)/Apps/高速移動時代（2011 年至今）。目前已經(jīng)邁進(jìn)以海量連接、超大帶寬及超低時延技術(shù)特征為代表的 5G 時代。
在5G基礎(chǔ)設(shè)施層面，我國是處于世界領(lǐng)先地位的。2019年以來，我國5G基站建設(shè)數(shù)量快速增長，截至2022年2月份末，我國5G基站總數(shù)達(dá)150.6萬個，占移動基站總數(shù)的15%。其中，2022年僅1、2月份新建5G基站便高達(dá)8.1萬個。得益于5G基站的高覆蓋率，我國5G用戶規(guī)模得到了指數(shù)式增長，2022年2月份末，5G移動電話用戶達(dá)3.84億戶，比2021年末凈增2905萬戶，占移動電話用戶總數(shù)的23.3%。
在上游的核心零部件上，我國5G產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代化也在進(jìn)一步提升。以射頻器件為例，所謂射頻芯片是指能將射頻信號和數(shù)字信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化的芯片，是通信的核心，決定了移動終端可以支持的通信模式、接收信號強(qiáng)度、通話穩(wěn)定性、發(fā)射功率等重要指標(biāo)，直接影響著用戶體驗(yàn)，也是華為在5G芯片上被卡脖子的地方。
其中射頻器件中最重要的組件是濾波器，而濾波器又分為傳統(tǒng)SAW濾波器和BAW濾波器，其中傳統(tǒng)SAW濾波器幾乎被日本廠商壟斷，Murata、TDK、太陽誘電等幾家公司占據(jù)全球市場份額80%以上，BAW濾波器市場則被博通和Qorvo壟斷，但即便如此，在國內(nèi)仍有具有一定產(chǎn)能規(guī)模的濾波器企業(yè)，例如武漢凡谷、大富科技、東山精密、春興精工等等。
而在更上游的5G化工材料上，則國產(chǎn)替代化更為明顯。例如括光固化涂料（光纖光纜涂覆用）、高純四氯化硅（光纖預(yù)制棒用）、PTFE（高頻高速PCB 板用）、LCP/mPI（FPC 天線和基站振子用）、PI（石墨散熱片用）、陶瓷背板/PC 和 PMMA 復(fù)合板（背板材料用）、膠粘劑（導(dǎo)電導(dǎo)熱及 UV壓敏膠等電子用膠）這些高端化工新材料，目前國產(chǎn)占比的比例也高于10%。
或許也正是在5G國產(chǎn)替代化打通了每一個環(huán)節(jié)，才讓華為有希望打破封鎖，生產(chǎn)制造5G產(chǎn)品。
芯片堆疊孕育新麒麟？
解決了5G問題，當(dāng)中造出一顆先進(jìn)的手機(jī)Soc的最后一個問題便是芯片制造難題，畢竟目前全世界也就只有三星與臺積電完全掌握了先進(jìn)制造工藝（14nm及其以下），而國內(nèi)即便已量產(chǎn)了14nm工藝，但與三星的3nm（本質(zhì)上是7nm的改良，不如臺積電的5nm）、臺積電的4nm存在較大的制程代差，而芯片堆疊技術(shù)則可以幫助其性能接近7nm制程的芯片，至少在中端市場還有一戰(zhàn)之力。
正所謂英雄所見略同，華為與蘋果兩大巨頭均對芯片堆疊技術(shù)有過深入的構(gòu)想與研究。6月，華為曝光了一個“雙芯疊加”專利，根據(jù)華為曝出的專利來看，華為這種“雙芯疊加”專利確實(shí)能夠大大提升14nm芯片的性能，據(jù)傳可比肩7nm芯片的性能。而芯片堆疊技術(shù)對芯片性能的提升是明顯的，以蘋果的M1 Ultra為例，簡單理解，蘋果借助M1 Max中隱藏的芯片互連模塊，通過Ultra Fushion封裝架構(gòu)把兩塊M1 Max芯片合二為一，就成了M1 Ultra。據(jù)悉，M1 Ultra晶體管數(shù)量達(dá)到1140億顆（M1 Max為570億顆）；擁有20核CPU，對應(yīng)16個高性能內(nèi)核和4個高效率內(nèi)核（M1 Max為10核），在未提升工藝的情況下實(shí)現(xiàn)了M1 Max 2倍的性能釋放。
而華為所提出的“疊加芯片技術(shù)”專利，實(shí)際上是將現(xiàn)在的芯片封裝技術(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)整合，將運(yùn)行內(nèi)存、機(jī)身內(nèi)存以及芯片的封測工藝進(jìn)行全面的改良，從而降低芯片的功耗，并提升原有芯片的性能，在業(yè)內(nèi)其還有一個更專業(yè)的名字——3D封裝工藝。據(jù)悉使用全新的3D芯片封裝工藝將原來幾大模塊間的臃腫晶體管結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化優(yōu)化，然后再將其封裝在一起，從而實(shí)現(xiàn)用一顆芯片代替多顆芯片，不僅能大幅提升晶體管平均效率和芯片集成度，而且還可以進(jìn)一步降低功耗。
不過3D封裝工藝也不是萬能的，一方面，堆疊芯片需要兩顆芯片疊加而成，所以在厚度方面比傳統(tǒng)的單個芯片更厚。這就對手機(jī)內(nèi)部狹窄的空間有了更高的要求；另一方面，堆疊芯片厚度增加和功耗增加之后的散熱如何解決芯片的厚度增加，顯然無法在主板上擺放完整的散熱材料，這對于散熱材料的設(shè)計(jì)也提出了一個新挑戰(zhàn)，不過消息中表示麒麟芯片已取得突破，相比這些問題已得到有效的解決，芯片堆疊技術(shù)或許還真能孕育新麒麟，填補(bǔ)中國在先進(jìn)手機(jī)Soc的空白。
