紫光展銳6nm 5G SoC比7nm强在哪裡？
2020-02-27
作者
顧正書, EE Times China
相較於Apple、華為、AMD、高通和聯發科爭先發佈7nm 晶片，紫光展銳並未加入爭搶7nm SoC之戰，而是選擇進一步擴展至6nm...
「2020年是5G走向主流市場的開始，」這是2019年底眾所周知的論調。然而，春節假期爆發的新冠病毒疫情(COVID-19)卻讓5G的美好前景籠罩一層陰影。智慧型手機銷售陡降、企業復工推遲、巴賽隆納MWC取消，這些消息對於一家投入巨資押注5G的晶片設計公司來說可不是好兆頭。
然而，紫光展銳(Unisoc)卻在這樣的環境下舉辦了一場別開生面的線上發佈會，推出基於其馬卡魯平台的第二代5G SoC——虎賁T7520。
5G晶片哪家強？
去年11月底，聯發科(MediaTek)發表號稱地表最強的5G SoC——天璣1000。12月初，高通(Qualcomm)「猛獸級」5G晶片亮相。目前全球僅有5家公司研發出5G基頻晶片，除了三星(Samsung)和華為(Huawei)研發自用外，公開市場的5G晶片供應商就只有高通、聯發科和紫光展銳了¬¬¬¬。相較於高通和聯發科的5G晶片，姍姍來遲的紫光展銳虎賁T7520有何特別之處？
三家公司的處理器同樣採用Arm架構，但GPU和人工智慧(AI)處理器各不相同，在運算能力硬指標上各家也有其說法，本文僅從紫光展銳的製程、覆蓋範圍和安全性等特性介紹虎賁T7520。
紫光展銳6nm 5G SoC——虎賁T7520
（來源：Unisoc）
6nm較7nm製程有何改進？
台積電(TSMC)中國區業務開發副總經理陳平介紹，5G系統要求超寬頻、低延遲和海量連接，因此，5G晶片製程必須滿足高速、低功耗和高度整合的要求。然而，製程節點進展到10nm時遇到了難以逾越的物理極限障礙，向來領先半導體製程研發的英特爾也在10nm製程上一再拖延，摩爾定律似乎走到了盡頭。
所幸極紫外光(EUV)微影技術的突破為業界帶來了新希望，台積電因而推出7nm製程並讓摩爾定律得以延續。Apple、華為、AMD、高通和聯發科紛紛搶單，爭先發佈7nm 晶片。紫光展銳並未加入爭搶7nm之戰，而是選擇進一步的擴展——即6nm。
紫光展銳CEO楚慶解釋這個決定背後的邏輯。首先，6nm建立在7nm製程基礎上，降低了製程複雜度和生產週期，因此更為成熟。其次，6nm製程採用多層EUV微影，製程光源波長縮短到13.5nm，接近X射線的精度，帶來極高的微影解析度，使晶片的成本、性能和功耗達到了更好的平衡。相較於7nm，6nm EUV電晶體密度提高18%、功耗降低8%，可提供更長的續航時間。
此外，紫光展銳的目標市場和定價策略也異於高通和聯發科，在晶片研發成本上更可控制。要知道一顆7nm/6nm的5G晶片投入至少要2億美元。
5G全場景覆蓋增強
虎賁T7520基於紫光展銳的5G開發平台馬卡魯2.0，其5G數據機可支援5G NR TDD+FDD載波聚合(CA)，TDD頻譜利用率高，而FDD更能最佳化資源配置，使得通訊性能提升30%。基於其5G超級發射技術，可為社區近點提升60%上傳速率，解決增強VR、4K/8K超高解析(HD)視訊直播等業務需要更高上行頻寬的痛點。這種上下行解耦技術可提升超過100%的覆蓋範圍。
虎賁T7520支援Sub-6GHz頻段和NSA/SA雙模組網，以及2G至5G七模全網通。在SA模式下，下行峰值速率超過3.25Gbps，並支援雙卡雙5G、EPS Fall back、VoNR HD語音視訊通話。
楚慶解釋，傳統無線通訊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。例如在體育比賽或演唱會現場，成千上萬的使用者要同時上傳視訊和圖片，這類場景支援上行鏈路增強的5G手機就可以為用戶確保流暢的體驗。
內建金融級安全單元
智慧型手機的安全防護可分為幾個層級，基礎的REE保護資訊和資料安全；上一級的TEE包括指紋和臉部辨識、密碼、金鑰和DRM等，主要保護使用者密碼和生物特徵。最高層級的金融級安全SE涉及金融支付、電子ID等，主要保護用戶資產護。
在5G時代，人們將更加依賴手機，它不但是電子錢包，而且結合了各種電子證件，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，而安全演算法和軟體也可能被駭客破解。
為此，虎賁T7520採用展銳的第二代安全方案，將金融級iSE安全單元整合於SoC。相較於外加SE，這種內建方案讓駭客攻擊更難定位，安全性更高。此外，其運算能力提升100%，可滿足視訊加密通話等高運算能力的安全需求；支援國際主流演算法，擴展能力更為出色；並提升了儲存容量，可同時支援數百個應用。
此外，虎賁T7520在AI加速、多媒體處理、攝影機和5G續航力上也有很大的提升。除了5G手機，虎賁T7520將支援新興的VR/AR/XR頭戴式裝置。但其於真實5G應用場景中表現如何？我們拭目以待。
