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EE Times J1/29刊发技术分析师清水洋治的文章 ， 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！

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iPhone 12系列和iPad Air所使用的A14BIONIC以及苹果在2020年11月发布的Mac系列所使用的Apple Silicon M1 ， 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Mate 40 Pro 。

图1 2020年10月推出的Mate 40 Pro 。 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Mate 40 Pro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Mate 40 Pro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 。

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

图3是Mate 40 Pro的电脑板上的处理器芯片和内存芯片 。 左边是容量为256 Gbytes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（Package On Package）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 。

图4显示了Mate 40 Pro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 。
大约82%的芯片组是模拟或混合信号 。 对于现在能够制造芯片组的半导体制造商来说 ， 关键是能够将数字整合到一个芯片上 ， 并提供许多模拟元件 ， 如收发器、电源系统和通信系统 。 这包括音频和其他组件 。 在图4中 ， （1）是数字 ， （2）是存储器 ， （3）是电力系统 。分页标题#e#

图5为麒麟9000封装分离 ， 取出里面的芯片 。 (1)POP以上的存储器封装的端子面 ， (2)用化学药品去掉的模具 ， (3)存储器芯片分离 ， (4)POP以下的处理器封装：与存储器连接的表面 ， (5)用化学药品去掉的模具 ， (6)处理器的硅片(带接线层) ， (7)是去掉（6）之接线层 ， 可以看清电路和机能 。
在我们公司 ， 几乎所有获得的处理器都是依据如图5所示的工艺 ， 取出硅片 ， 来明确其具体优劣点和未来的进化点 。 去掉布线层 ， 内部的逻辑和存储器区域就会显露出来 ， 所以几乎可以100%地确定算术单元和终端电路 。 顺便说一下 ， 笔者在以前的工作中设计过大约100个半导体处理器 。 而且 ， 还在国外的CPU开发部门和授权公司工作了10多年 ， 所以对半导体很熟悉 。
麒麟9000在集成密度上优于A14BIONIC

图6是苹果A14BIONIC与华为/海思2020年10月发布的采用5nm制造工艺的麒麟9000芯片的对比 。 芯片尺寸等细节我们就不多说了 。
两款芯片的晶体管总数已经公布 ， 据此 ， A14BIONIC的晶体管数量为118亿个 ， 而麒麟9000则为153亿个 。 麒麟9000的电路尺寸要大30% 。 这个数据可能是由于5G基带（调制解调器）的不同而造成的结果（有证据 ， 但这里省略了） 。 不包括调制解调器的电路 ， 两个芯片尺寸就几乎是一样 。 因此 ， 目前A14BIONIC和麒麟9000应用处理器在电路尺寸看 ， 来者都是佼佼者 ， 完美无缺 。
晶体管的总数量除以芯片面积就是单位面积的集成密度（如1mm2） 。 虽然两款处理器采用了相同的5nm技术 ， 但是 ， 两家公司的密度相差8% 。 虽然两家厂商在实现能力上有较大的差距 ， 但是 ， 也可以看出 ， 即使是在5nm工艺上也存在较大的差异 。

表1（有一定省略）是对华为/海思的麒麟处理器的总结 ， 包括芯片开放的信息 。 我们已经拆解并分析了所有麒麟芯片 ， 并掌握了相关信息 。
麒麟在2009年首次亮相 ， 此后几乎每年都在不断发展 。 华为和HiSilicon在技术上一直处于领先地位 ， 一直让我感到十分惊奇 。 希望华为/海思能继续向我们展示他们的辉煌技术 。
【芯片|专家拆解比较苹果A14和华为麒麟9000两款顶端芯片】需要指出的是 ， Mate 40 Pro中并没有所谓后门的那种神秘芯片 。

来源：(墨客视界)

【】网址：/a/2021/0201/kd666077.html

标题：芯片|专家拆解比较苹果A14和华为麒麟9000两款顶端芯片