02.27 紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

“2020年是5G走向主流市場的開始”,在2019年底這似乎已經是人所共知的論調了。然而,春節假期爆發的新冠病毒疫情卻讓5G的美好前景籠罩上一層陰影。智能手機銷售陡降,企業復工推遲,巴塞羅那MWC取消,這些消息對一家投入巨大資源押注5G的芯片設計公司來說可不是好兆頭。在這樣的環境下,紫光展銳卻舉辦了一場別開生面的線上發佈會,隆重發布了基於其馬卡魯平臺的第二代5G SoC -- 虎賁T7520。

5G芯片哪家強?

去年11月底,聯發科發佈號稱地表最強的5G SoC -- 天璣1000。緊接著12月初,高通發佈“猛獸級”5G芯片。目前全世界僅有5家公司研發出了5G基帶芯片,除手機廠商三星和華為自研自用外,公開市場的5G芯片供應商就只有高通、聯發科和紫光展銳了(截至目前蘋果收購英特爾5G業務後還沒有正式對外發布任何5G芯片信息)。姍姍來遲的紫光展銳虎賁T7520相比高通和聯發科的5G芯片,有什麼特別之處嗎?

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紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

三家公司都是採用Arm架構的處理器,雖然GPU和AI處理器各有不同,但在算力硬指標上各家有各家的說法,筆者在此就不贅述了。感興趣的讀者可以詳細瞭解和對比這三家的芯片性能參數和測試數據。我僅從紫光展銳的三個獨特之處來介紹一下虎賁T7520。

6nm相比7nm工藝有何改進?

臺積電中國區業務發展副總經理陳平博士在發佈會上介紹說,5G系統要求超寬帶、低時延和海量連接,這就需要5G芯片工藝滿足高速、低功耗和高度集成的要求。多年來,晶圓製造工藝研發人員不斷在新材料、新的晶體管結構方面取得突破,才使得摩爾定律不斷延續。然而,工藝節點發展到10nm時半導體業界遇到了似乎難以逾越的物理極限障礙,一向在半導體工藝研發上領先的英特爾卻在10nm工藝上一再拖延,摩爾定律似乎也走到了盡頭。好在EUV光刻技術的突破為業界帶來了新的希望,臺積電推出7nm工藝讓摩爾定律得以延續。蘋果、華為、AMD、高通和聯發科紛紛搶單,以爭先發布7nm 的芯片。

紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

紫光展銳卻沒有加入爭搶7nm的競爭,而是選擇了7nm的延伸和擴展工藝,即6nm。紫光展銳CEO楚慶在媒體專訪會上給出了這一選擇背後的邏輯。

首先,6nm是建立在7nm工藝的基礎上,降低了工藝複雜程度和生產週期,因此更為成熟。

紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

其次,6nm EUV工藝採用多層極紫外(EUV)光刻技術,工藝光源波長縮短到13.5nm,接近X射線的精度,帶來了極高的光刻分辨率,使芯片的成本、性能和功耗達到了更好的平衡。相比7nm,6nm EUV晶體管密度提高了18%,而功耗降低8%,可提供更長的續航時間。

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最後,出於商業策略考慮,紫光展銳的目標市場和定價策略跟高通和聯發科不同,在芯片研發成本上更加可控。要知道一顆7nm/6nm的5G芯片投入至少要2億美元。

何謂5G全場景覆蓋增強?

虎賁T7520基於紫光展銳的5G開發平臺馬卡魯2.0,其獨特的5G Modem技術可支持5G NR TDD+FDD載波聚合,TDD頻譜利用率高,而FDD可以更好地優化資源分配,二者結合使得通信性能提升30%。基於其5G超級發射技術,可為小區近點提升60%上傳速率,解決了增強VR、4K/8K超高清視頻直播等業務需要更大上行帶寬的痛點。這種上下行解耦技術可提升超過100%的覆蓋範圍。

紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

虎賁T7520支持 Sub-6GHz 頻段和NSA/SA雙模組網,支持2G至5G七模全網通。在SA模式下,下行峰值速率超過3.25Gbps。此外,它還支持雙卡雙5G、EPS Fall back、VoNR高清語音視頻通話。

楚慶解釋道,傳統無線通信系統的下行速率一般是上行的10倍。而在5G時代的應用場景,這種設計的弊端就暴露出來了。比如在體育比賽或演唱會現場,成千上萬的用戶要同時上傳視頻和圖片,這類場景下支持上行鏈路增強的5G手機就可以為用戶保證流暢的體驗。

難怪紫光展銳大膽宣稱,虎賁T7520是業界首款同時支持載波聚合、上下行解耦、超級上行等技術的5G調制解調器,可以實現Sub-6GHz 5G網絡場景的覆蓋增強。

內置金融級安全單元

智能手機的安全防護可分為幾個級別,最基礎的是REE,主要保護信息和數據安全。往上一級是TEE,包括指紋和人臉識別、密碼、密鑰和DRM等,主要保護用戶密碼和生物特徵。最高級別的SE是金融級安全,涉及金融支付、電子身份證等,這是對用戶資產的保護。

紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

5G時代讓人們更加依賴手機,它不但是電子錢包,而且還是各種電子證件的集大成者,自然安全是用戶最擔心和重視的要素之一。手機廠商在指紋、人臉和虹膜等生物特徵方面的安全保護措施仍然有一定的侷限性,而安全算法和軟件也有可能被專業黑客破解。針對這個難題,展銳有什麼與眾不同的對策呢?

紫光展銳的6nm 5G SoC,比友商7nm強在哪?

虎賁T7520採用了展銳的第二代集成安全方案,將金融級iSE安全單元集成在SOC中。相較外置SE,這種內置方案使得黑客攻擊更難定位,安全性更高。此外,其運算能力提升100%,可以滿足視頻加密通話等高算力安全需求;支持國際主流算法,擴展能力更為出色;並提升了存儲容量,可同時支持數百個應用。

除了以上列出的三個獨特優勢之外,紫光展銳這次發佈的虎賁T7520在AI加速、多媒體處理、攝像和5G續航方面都有很大的提升。

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在發佈會上,海信展示了搭載紫光展銳第一代5G基帶芯片虎賁T7510(集成了春藤V510和T710應用處理器)的首款5G手機F50,而聯通也宣佈推出基於展銳5G芯片的CPE,具有VoNR功能,且支持eSIM和實體卡。

除5G手機外,虎賁T7520還將支持新興的VR/AR/XR頭盔設備,在真實的5G應用場景中表現如何?我們拭目以待。


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