从麒麟9000S到A17 Pro，谁将笑到最后？

马点秋

2023年9月19日，天津华为旗舰店开业，Mate 60系列手机吸引了眾多消费者

日前，华为未经发布便开售的Mate 60系列手机，引起了全国，乃至全世界媒体的热切关注。其配备的新一代昆仑玻璃、卫星通话以及XMAGE超光变主摄，都处于手机行业的翘楚水平，“遥遥领先”。

但无论是以上诸多先进配置，还是5999元起的高昂售价，都不是这台手机如此引人注目的原因。让Mate 60火出天际，甚至在9月25日正式发布前，就成为现象级爆款的，是它所搭载的那颗“中国芯”—麒麟9000S处理器。

这是华为自2020年5月15日被美国全面封锁、无法使用先进制程代工生产高性能手机芯片以来，交出的第一份“答卷”。这也标志着，中国大陆的光刻工艺水平里程碑式的突破。接下来，让我们来深入了解这款芯片的特点与优势，以及它对全球半导体产业的意义。

超线程技术弥补制程代差

首先谈一谈这颗芯片所采用的制程工艺。虽然官方并未公布麒麟9000S芯片实际的代工厂商，但业界普遍猜测，其来源于中芯国际旗下最先进的N+2工艺。

据国内外众多科技媒体的拆解评测，麒麟9000S芯片的晶体管密度，大概在86～100MTr/mm2（百万晶体管/平方毫米）之间，与国际主流水平—台积电N4P的165.9 MTr/mm2，和三星4LPE的146.5 MTr/mm2，还存在很大差距，但基本达到了早年台积电初代7nm的工艺水准。

这无疑是对美国技术封锁的一次强有力的回击，但我们也应该看到，这同时也是中芯国际所采用的DUV光刻技术，在合理成本范围内，能做到的近乎极限。

要知道，强如“技术狂魔”的英特尔，旗下经过多年打磨，被网友戏称为“10nm++++”的10ESF DUV工艺，即便采用了良品率极低的SAQP四重自对准曝光技术，达到的晶体管密度也仅为100.8 MTr/mm2；而自此之后，英特尔、台积电、三星目前均已转向EUV极紫外光刻领域—最新发布的iPhone 15 pro搭载的A17 Pro处理器，所采用的台积电初代3nm工艺，晶体管密度已突破200 MTr/mm2大关。由此可见，国内光刻领域若想获得新突破，EUV仍是迈不过去的一道坎。

虽然距离国际先进水平仍有5年到6年的技术代差，但经过华为自主研发的鲲鹏系统深度优化调教后，Mate 60系列运行各类主流应用软件的速度，仍然做到了比较流畅的水平。

国内光刻领域若想获得新突破，EUV仍是迈不过去的一道坎。

取自Mate 60Pro的麒麟9000S芯片

Mate 60系列广告

同时，麒麟9000S还配备了首次在手机端ARM架构处理器中出现的超线程技术。作为一款8核心12线程处理器，麒麟9000S与华为数据中心级ARM处理器鲲鹏系列一脉相承地，采用了自研泰山架构。它所继承的，在服务器级处理器中比较常见、但在手机上非常罕见的“超线程”技术，将“1+3+4”中的1超大核与3大核虚拟为8个逻辑核心，与4小核一起共同构成12线程，有效提升多任务处理效能。

然而，在服务器以及家用电脑领域已经十分普及的超线程技术，迟迟没有下放至手机市场的原因，便是其相比手机芯片厂商普遍采用的“大小核”多任务处理方案，需要消耗更多的功耗，以及需要应用的专门适配。

早年，英特尔曾为移动终端推出过配备超线程技术的Atom凌动处理器，搭载在联想、中兴等厂商的一系列手机产品上，但x86复杂指令集天然高功耗的特性，与超线程技术结合的后果，就是让Atom处理器成为了名副其实的“大火炉”，实在难以驾驭。

华为此次同样为Mate 60系列配备了十分豪华的散热规格，大概是期望其性能释放，能够弥补一部分制程代差所造成的性能损失吧。

技术奇才领导攻关

那么，中芯国际是如何在短短数年内，将芯片代工工艺水平从14nm提升至7nm的呢？这就不得不提到中芯国际的灵魂人物，堪称“芯片吕布”的技术狂人梁孟松。

作为芯片界的传奇人物，梁孟松毕业于加州大学伯克利分校，师从3D晶体管之父、FinFET（鳍式场效应晶体管）发明者胡正明。FinFET于1999年被发明，但直到16/14nm节点研发阶段，才作为MosFET的下一代技术被大规模投入使用，并成为14nm、7nm与5nm节点最关键的核心技术之一。

梁孟松博士毕业后，于1997年入职台积电，并在2003年帮助台积电研发出130nm“铜制程”，击败彼时如日中天的美国IBM，一战成名，成为了早年“台积电六骑士”之一。

后因与台积电另一员大将蒋尚义关系不和，他出走台积电，来到三星，将导师胡正明的FinFET从理论变为现实，一举帮助三星在2014年攻克14nm制程工艺，让彼时仍停留在16nm工艺的台积电损失了苹果、高通70%的订单，成为台积电知名的“头号叛将”。

中芯国际用3年的时间，走完了台积电10年的路，股价也翻了7倍。

蘋果最新发布的i Phone 15Pro 搭载A17Pro处理器

2015年，台积电状告梁孟松违反竞业限制胜诉后，梁被当时的中芯国际董事长周子学游说，于2017年加入中芯国际，又在3年的时间内，接连帮助中芯国际攻克了28nm、14nm、12nm、7nm、N+1的技术难题，将中芯国际从一个半导体三线小厂，直接提升到国际一线代工厂水准，用3年的时间，走完了台积电10年的路，股价也翻了7倍。

值得注意的是，梁孟松在三星时期的年薪，最高达到了4000万美金，而在中芯国际的年薪，最高时也“仅为”150万美金，且他将其中绝大部分捐出，奖励给国内微电子专业排名靠前的学校的优秀学生和贫困生。

在之后公开的辞职信中，他也表示，来到中国大陆，“只是单纯地想为大陆的高端集成电路尽一份心力”。其个性与气节，可谓国士无双。

多方竞争暗流涌动

目前，实现量产的最先进制程，是台积电3nm，被iPhone 15 Pro搭载的A17 Pro处理器所采用。而万众期待的台积电3nm工艺被揭开第一层面纱后，它的提升效果并不尽如人意：其与上一代iPhone处理器A16相比，单核性能提升仅有10%，多核仅有3%，即便对近年来一直被人诟病“挤牙膏”的苹果来说，提升幅度也未免太小了一些。

但细究个中缘由，虽然存在着初代工艺良品率低、成本高、技术不成熟等客观因素，难辞其咎，但也许问题并不全出在台积电身上—自2019年苹果芯片工程师团队部分核心成员出走，创建芯片公司Nuvia后，苹果的芯片提升便一直不温不火，亮点乏善可陈，唯一的亮点大概仅有受到广泛好评的A15处理器，它被连续搭载在iPhone 13与iPhone14两代机型上。

2023年9月12日，美国加州，苹果秋季新品发布会，与会者在观看全新的iPhone 15

而Nuvia不仅在2020年发布的Phoenix架构原型芯片上低调“秀肌肉”，单核跑分远超当时的高通骁龙865、苹果A13处理器，它还在2021年被高通收购，帮助高通开发自研架构，解决了高通多年采用的ARM公版架构，与苹果A系列差距过大的问题。

搭载Nuvia架构的高通骁龙8 Gen4处理器，即将于2024年上市，其即将于2023年底发布的骁龙8 Gen3多核性能也有望超越苹果。A系列处理器可能就此一蹶不振，可见研发人才对于一家芯片公司的重要性。

有趣的是，iPhone所遇到的芯片研发瓶颈，与英特尔当年卡在14nm工艺的困境几乎正好相反。与苹果不同，英特尔的芯片并未经台积电代工，而是由自家光刻厂自主生产。

英特尔在14nm至10nm工艺的代际演进过程，因为步子迈得太大，要求过高，采用的技术过于复杂，打乱了技术演进的正常节奏，导致其在2014年至2020年间，被AMD迎头赶上。

但英特尔在意识到问题后，简化了10nm的生产工艺，终于在2021年发布能耗与性能均极为优秀的12代处理器，一扫消费级处理器多年不及AMD的颓势。

它的下一代采用GAA全环绕栅极晶体管的20A制程，也在稳步推进中，与三星、台积电并驾齐驱。由此可见，英特尔并不缺乏技术人才，而苹果很可能正面临人才匮乏的窘境。

随着ARM近日高调上市，促成年内最大IPO，其与高通多年的专利纠纷，和高通采用自研架构、努力摆脱ARM的争端，也即将进入白热化阶段。

芯片产业依旧暗流涌动，风云诡谲。华为能否从麒麟9000S开始王者归来，从中杀出一条血路？只有时间才能证明。

责任编辑吴阳煜 wyy@nfcmag.com