本產品是國內首創自主研發的高質量二維氮化硼納米片,成功制備了大面積、厚度可控的二維氮化硼散熱膜,具有透電磁波、高導熱、高柔性、低介電系數、低介電損耗等多種優異特性,解決了當前我國電子封裝及熱管理領域面臨的“卡脖子”問題,擁有國際先進的熱管理TIM解決方案及相關材料生產技術,是國內低維材料技術領域頂尖的創新型高科技產品。
5G高端芯片2021對決:天璣9000 VS 驍龍8 VS A15
2021年已經接近尾聲,5G芯片大戰在最近一周進入了密集爆發期。11月19日,芯片大廠聯發科搶先發布5G旗艦芯片天璣9000,打響了高端旗艦手機的芯片之戰。11月30日,在2021驍龍技術峰會期間,高通技術公司推出全新頂級5G移動平臺——全新一代驍龍8移動平臺。再回到9月15日,蘋果發布新款5G旗艦iPhone13系列搭載A15芯片,采用5nm制程,集成150億晶體管,5G高端芯片市場風云再起。
數據顯示,在剛剛過去的10月份,在iPhone13系列的鼎力支持下,蘋果重返中國市場第一,同時以193萬臺的銷量成為了今年雙十一期間的單品銷量冠軍。近期,知名調研機構Countpoint公布了全球第三季度手機市場最新情況。三星出貨量6930萬臺,位居全球第一,市場份額達到20%,蘋果手機出貨量4800萬部,同比增長15%,位列第二,全球市場份額14%。小米由于芯片短缺,手機出貨量環比下滑15%,市場份額13%。根據Strategy Analytics研究報告,2021年第二季度,高通、聯發科、蘋果占據全球智能手機應用處理器市場營收份額前三名,份額分別為36%、29%、21%。今年9月份,采用臺積電5nm工藝的A15芯片橫空出世,蘋果A15芯片的CPU高出競爭對手50%,4核的GPU性能高出競爭對手30%。11月30日,采用4nm制程工藝的高通驍龍8Gen1的發布,顯然也是對標蘋果,在驍龍888性能上實現大幅度跨越。據悉,驍龍8 Gen1采用三星4nm工藝打造,使用ARMv9架構的芯片,CPU為基于Cortex-X2+A710+A510的8核3.0GHz Kryo,性能提升20%、能耗減少最多30%,GPU性能提升30%、能耗減少25%、AI運算性能增至4倍,支持光線追蹤,支持8K 30P HDR視頻錄制、集成徠卡濾鏡等。而在11月19日,聯發科搶先發布了天璣9000,這款芯片采用臺積電的4nm工藝,此前聯發科和臺積電合作關系緊密,先后合作過高端的天璣1000、中端的天璣800系列,都獲得市場不錯的反響。從工藝角度,臺積電代工的4nm工藝似乎更勝三星代工的4nm芯片一籌。
兩款產品都采用8核的架構,聯發科表現在CPU主頻和GPU提升方面具備一定優勢。
微博上,知名博主曝光搭載驍龍8 Gen1芯片的realme跑分達到1025215分,領先天璣9000大約17819分,綜合性能勝出。
高通在5G傳輸領域較有優勢,表現為高通8Gen1平臺實現雙頻段支持。天璣9000支持最新的3GPP R16標準,頻段方面目前僅支持Sub 6GHz,不支持毫米波。在5G性能方面,天璣9000搭載基于3GPP R16的M80基帶,支持300MHz 3重載波聚合下行,下載速率最高可達7Gbps。天璣9000支持藍牙5.3、WiFi 6E 2X2 MIMO及最新藍牙LE Audio。
5nm制程的驍龍888曾經發熱嚴重,新一代的驍龍8Gen1芯片怎樣解決這個痛點問題呢?4nm芯片工藝,Ziad Asghar認為主要看三個因素:第一是工藝制程和晶體管;第二是IP的質量,第三是架構。驍龍8Gen1芯片在后面兩者表現優秀。行業專家對記者表示,現在消費者非常精明,換機更看重5G手機帶來的應用體驗。移動攝影的提升,抖音帶動的視頻應用體驗和游戲體驗而來,消費者不僅觀看視頻,還有制作高清短視頻和分發視頻的需求,這都要求旗艦手機具備高運算力、高內存和大帶寬。還有AI作為驅動元宇宙底層技術,其能力提升也會帶來進一步體驗的改變。
作為5G旗艦芯片,高通8Gen1和天璣9000在這些方面做了哪些PK呢?高通在攝像頭體驗拿出絕活,驍龍8Gen1配備18位圖像信號處理器,與驍龍888上的14bit Spectra相比,可以處理4000倍的數據,令該設備每秒捕捉32億像素。此外,它可以同時處理三個3600萬像素攝像頭的視頻流,不出現延遲。天璣9000搭載第七代Imagiq影像芯片采用硬件級三核設計,最高支持到3.2億像素攝像頭以及3枚3200萬像素三攝組合;視頻拍攝上還能支持到最高3路4K HDR視頻的同時拍攝。同時處理18Bit HDR視頻,且三攝均支持三重曝光。
圖:聯發科天璣9000
近期,自Facebook提出元宇宙的愿景,硬件廠商英偉達(Nvidia)專門推出了虛擬協作平臺Omniverse,游戲公司Roblox、Epic Games多家公司上市融資成功,還有大廠谷歌、亞馬遜、迪士尼等巨頭,都進行了元宇宙的戰略布局。元宇宙的概念爆火,作為元宇宙的底層技術,AI能力如何賦能旗艦芯片推進應用落地?
以目前銷量最火的iPhone 13 Pro 和 iPhone 13 Pro Max為例,這兩款手機配備五核 GPU。5核的GPU讓手機圖形處理性能提升30%。蘋果iPhone 13 Pro還可以驅動更高性能的游戲,A15芯片具備16核“神經引擎”,AI算力高達15.8TOPS,這種電路專用于使用當今的機器學習技術加速人工智能任務,對多種任務實現支持,包括Siri 的合成語音、識別照片中的信息、專注于照片中的人臉以及使用面容 ID 解鎖手機。在生態合作伙伴陣線,5G旗艦芯片的首發也是一種較量。在12月1日現場,小米CEO雷軍宣布旗艦小米12將首發采用驍龍8Gen1平臺,為全球用戶帶來最佳移動體驗。榮耀終端有限公司產品線總裁方飛指出,榮耀即將發布的下一代旗艦手機也將會首批搭載全新一代驍龍8移動平臺。榮耀將進一步釋放驍龍8移動平臺行業領先的通信、性能、影像和AI能力,帶來更極致的科技創新體驗。現場高通驍龍8平臺的全球OEM廠商和品牌合作伙伴,還包括vivo、Redmi、realme、OPPO、一加、努比亞、iQOO、黑鯊、索尼、夏普以及Motorola。商用終端預計將于2021年底面市。聯發科尚未就天璣9000宣布合作伙伴。從網上資料顯示,多家手機廠商對聯發科天璣9000進行測試,這款重磅芯片有望進入品牌廠商的旗艦手機配置。商用終端,業內給出的預期是2022年第一季度。未來兩大芯片的最新旗艦手機的落地應用情況,后續為大家帶來連續報道。
什么是5G?
一
定義
“5G”一詞通常用于指代第5代移動網絡。5G是繼之前的標準(1G、2G、3G、4G 網絡)之后的最新全球無線標準,并為數據密集型應用提供更高的帶寬。除其他好處外,5G有助于建立一個新的、更強大的網絡,該網絡能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯網”的設備爆炸式增長的連接——該網絡不僅可以連接人們通常使用的端點,還可以連接一系列新設備,包括各種家用物品和機器。
公認的5G優勢是:
?具有更高可用性和容量的更可靠的網絡
?更高的峰值數據速度(多Gbps)
?超低延遲
與前幾代網絡不同,5G網絡利用在26GHz 至40GHz范圍內運行的高頻波長(通常稱為毫米波)。由于干擾建筑物、樹木甚至雨等物體,在這些高頻下會遇到傳輸損耗,因此需要更高功率和更高效的電源。
5G部署最初可能會以增強型移動寬帶應用為中心,滿足以人為中心的多媒體內容、服務和數據接入需求。增強型移動寬帶用例將包括全新的應用領域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗,超越現有移動寬帶應用所支持的水平。
二
毫米波是關鍵技術
毫米波通信是未來無線移動通信重要發展方向之一,目前已經在大規模天線技術、低比特量化ADC、低復雜度信道估計技術、功放非線性失真等關鍵技術上有了明顯研究進展。但是隨著新一代無線通信對無線寬帶通信網絡提出新的長距離、高移動、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應用場景的需求,針對毫米波無線通信的理論研究與系統設計面臨重大挑戰,開展面向長距離、高移動毫米波無線寬帶系統的基礎理論和關鍵技術研究,已經成為新一代寬帶移動通信最具潛力的研究方向之一。
毫米波的優勢:毫米波由于其頻率高、波長短,具有如下特點:
頻譜寬,配合各種多址復用技術的使用可以極大提升信道容量,適用于高速多媒體傳輸業務;可靠性高,較高的頻率使其受干擾很少,能較好抵抗雨水天氣的影響,提供穩定的傳輸信道;方向性好,毫米波受空氣中各種懸浮顆粒物的吸收較大,使得傳輸波束較窄,增大了竊聽難度,適合短距離點對點通信;波長極短,所需的天線尺寸很小,易于在較小的空間內集成大規模天線陣。
毫米波的缺點:毫米波也有一個主要缺點,那就是不容易穿過建筑物或者障礙物,并且可以被葉子和雨水吸收,對材料非常敏感。這也是為什么5G網絡將會采用小基站的方式來加強傳統的蜂窩塔。
什么是TIM熱管理?
定義
熱管理?顧名思義,就是對“熱“進行管理,英文是:Thermal Management。熱管理系統廣泛應用于國民經濟以及國防等各個領域,控制著系統中熱的分散、存儲與轉換。先進的熱管理材料構成了熱管理系統的物質基礎,而熱傳導率則是所有熱管理材料的核心技術指標。
導熱率,又稱導熱系數,反映物質的熱傳導能力,按傅立葉定律,其定義為單位溫度梯度(在1m長度內溫度降低1K)在單位時間內經單位導熱面所傳遞的熱量。熱導率大,表示物體是優良的熱導體;而熱導率小的是熱的不良導體或為熱絕緣體。
5G手機以及硬件終端產品的小型化、集成化和多功能化,毫米波穿透力差,電子設備和許多其他高功率系統的性能和可靠性受到散熱問題的嚴重威脅。要解決這個問題,散熱材料必須在導熱性、厚度、靈活性和堅固性方面獲得更好的性能,以匹配散熱系統的復雜性和高度集成性。
全球智能手機、平板電腦行業步入 5G 時代,隨著智能手機對輕薄化、小型化設計的追求,手機內部集成電路芯片和電子元器件體積不斷縮小,其功率密度卻快速增加;手機CPU頻率正迅速提升,同時封裝密度也越來越高、機身越來越薄,其功率密度卻快速增加,但由于手機硬件配置的逐步提高、CPU多核高性能的升級,以及通信速率的提升,散熱問題已經成為電子設備亟需解決的問題,進而驅動對高散熱性能材料的需求。 一旦散熱問題處理得不好,就會造成智能手機卡頓、運行程序慢、燒壞主板甚至造成爆炸的危險,所以散熱將成為整個智能手機行業面臨的主要問題之一。 散熱原理包括熱傳導、熱對流和熱輻射,其中熱傳導、熱對流為主。熱傳導是直接接觸帶走熱量,如電腦CPU散熱片底座與CPU直接接觸帶走熱量;常用電風扇原理是熱對流,散熱風扇帶動氣體流動進行散熱;熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量。其中熱傳導和熱對流是散熱系統主要方式,熱傳導主要與散熱器材料的導熱系數和熱容有關,熱對流則主要與散熱器的散熱面積有關。 根據熱傳導和熱對流方式不同,散熱分為主動散熱與被動散熱兩種方式。通常我們所說的被動散熱,就是cpu只采用的是散熱片,其氣流通常由側面安裝的風扇完成推動工作;主動式散熱是我們常見的方式,就是在散熱片上面還加裝了一個風機。目前臺式電腦和筆記本電腦采用主動與被動結合的方式散熱,手機終端、平板電腦等輕薄型消費電子受內部空間結構限制,多采用被動散熱方案。材料種類及其特點在智能手機上主要的發熱源包括這五個方面:主要芯片工作、LCD 驅動、電池釋放及充電、 CCM 驅動芯片、PCB 結構設計導熱散熱量不均勻。-
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