国产5G手机芯片之梦：虎贲T7520

由于这两年的贸易风波，很多人都觉得中国必须有自研的芯片。

而总部位于北京的紫光展锐，在去年分别发表了他们的首款5G基带芯片春藤510、以及人工智能芯片虎贲T710后，今年分别发表了基于上述组合的手机5G解决方案T7510，以及全新的手机SoC芯片虎贲T7520。这是紫光展锐第一颗集成5G基带的SoC芯片，也成为目前唯一由中国大陆厂商推出的市售5GSoC芯片厂商（华为海思仅支持自家手机）。

集成5G基带的SoC芯片

手机的系统芯片SoC，是一种高度集成的芯片，其芯片设计也与一般电脑有点不同。

虎贲T7520（渲染图）

一般电脑需要安装大量的功能芯片，例如中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、图像讯号处理器(ISP)、Wi-Fi模块等等等。但由于手机由于远比一般电脑要小巧，无法安装大量功能芯片，故此需要把这一大堆芯片功能打包在一起，通过纳米级别(nm)的超微型工艺，集成在一块小小的芯片里，这就是所谓的系统芯片(System-on-the-Chip)，简称SoC。

当我们把功能模块集成化在一块小芯片里，就能减少了芯片组的总面积，藉此减少发热量、也能同时降低功耗。此外，用用SoC芯片就能减少芯片占用的手机机体空间，让厂商可以安装更容量更大的电池。但目前全球的SoC手机芯片当中，苹果iPhone的SoC芯片需要外挂4G基带芯片(BasebandProcessor)，而本来使用集成4G基带的高通，在最近的5G高端SoC里，反而把5G基带剥离出来外挂，更引来不少争议。

因此，近年的SoC是否有集成5G基带，成为了被受关注的问题。而虎贲T7520SoC手机芯片，则集成了新一代紫光展锐马卡鲁5G基带的SoC手机芯片，也成为继高通、三星、联发科和华为后，全球第五家自主研发，集成5G基带芯片的SoC芯片厂商。

虎贲T7520架构

紫光展锐将虎贲T7520定义为中端手机芯片，使用了4个A76大核、4个A55小核的设计，并集成四个ArmMali-G57GPU图形核心、内存支持2×16-bitLPDDR4X2133MHz、存储则支持eMMC5.1及UFS3.0。此外，它采用4核ISP架构，并搭载自主研发的影像引擎Vivimagic6.0，支持4K60帧视频录制，最高支持1亿像素超高分辨率，以及120Hz屏幕刷新率。

而在5G基带性能上，虎贲T7520搭载了紫光展锐全新马卡鲁2.0平台技术，号称是“全球首款全场景覆盖增强5G基带”，支持中国的5GSub-6频段、以及支持Sub-6频段的载波聚合技术。此外，它也采用NSA/SA双模组网、2G至5G七模全网通、双卡双5G、以及VoNR5G通话等最新款的标准和技术。

首个采用6nm技术的中端手机芯片

下图是几款中端SoC手机芯片的比较，请注意高通及华为尚未推出新一年度的新品，此外，由于华为麒麟810不支持5G，所以并没有列出5G速率。从硬件配件上看，虎贲T7520并没有使用Arm最新款的Cortex-A77以及Mali-G77，在5G速率上也没有太大优势。

但作为2020年度的中端手机芯片，虎贲T7520的最大亮点，是赶上了台积电(TSMC)的6nmEUV制程。对于手机芯片来说，制程愈小、耗电量愈低，能提升性能的空间也愈多。

相比今年大部份手机在采用的7nm制程，虎贲T7520所采用的台积电6nm制程，晶体管密度提高了18%，可以让芯片晶体管数量（重要的芯片性能指标）增加18％，芯片功耗降低8%，并在人工智能的优化下，可提供比竞争对手更长的续航时间（上图）。

值得注意的是，高通和华为还未宣布其新一代中端芯片新品，但高通全新的X60基带芯已用上5nm制程，未来高通的骁龙775及华为的麒麟820，也很有可能用上5-6nm制程，减少了虎贲T7520的优势。紫光展锐表示T7520尚要等技术成熟后才能出货，所以留给他们的时间，其实并不太多。

虎贲T7520的另一重要亮点，是其人工智能处理能力。

去年紫光展锐推出的的虎贲T710人工智能处理器，曾在苏黎世联邦理工学院AIBenchmark跑分登上榜首。而今年的T7520集成了新一代的神经元处理器(NeuralProcessUnit,NPU)，号称“NPU大幅领先竞品”，甚至比竞品旗舰芯片要强。而且T7520在能效上也比上一代提升了50%，根据紫光展锐的数据，T7520在人工智能上的能效，也比竞品旗舰要高出不少（上图）。

国产手机芯片之梦

虽然说早前大陆国内并不是没有自研的SoC芯片，但要集成5G基带的国产SoC，暂时只有华为海思一家（虽然华为目前也是通过台积电代工）。其它品牌的国产手机想要推出5G手机，只能通过高通或联发科的5G方案。现在，紫光展锐推出了这块虎贲T7520，国产手机终于可以有更多的选择。

但是，事情并没有这么单纯。小米的雷军曾谈到芯片是手机科技的制高点，小米想成为一家伟大的公司，必须要掌握核心技术，所以早前据消息指，小米已重启芯片业务，虎嗅早前也报道过OPPO亦有一个自研芯片的“马里亚纳计划”，而vivo也被指准备与三星合作定制芯片，甚至有消息指挖角挖到紫光展锐那儿了。

近年，手机产业的竞争渐趋白热化，苹果和华为就依仗了自研的芯片，取得极大的优势。对于OPPO、vivo和小米等国产厂商来说，它们需要的不仅是“国产”的芯片，更多的是“定制”的、甚至是“自研”的芯片。只有足够的芯片自主能力，才能针对自家产品的特性，打造最优的用户体验，此外，也只有足够的芯片自主能力，才能生产出最具差异化的产品。

但更尴尬的是，目前中国的芯片业仍处理起步的阶段，很多像5G基带、神经元处理等技术，绝不是可以单凭手机公司一家之力，在短时间之内攻克。而专研国产手机芯片的公司，没有手机公司在出货量的支持，也难以持续验证自己的技术、也不容易在经济上获得足够支持。

未来的国产手机芯片之路，仍然非常漫长。