全球半导体市场热点正逐渐由CPU向AP转移。目前Snapdragon、Exynos、OMAP等几大应用处理器主导市场，其中三星占据最大份额，未来产业格局又将如何分布?

　　鉴于智能设备中长期的增长情况，预计在未来几年全球应用处理器市场也将呈爆炸性增长。尽管2011年全球应用处理器市场预计只有约100亿美元，与CPU 400亿美元的销售额形成强烈反差，但研究机构仍然大胆预测2015年全球应用处理器市场将急剧扩大至380亿美元。与此同时，虽然智能设备出货量已领先于PC，但应用处理器的平均单价(ASP)为15美元，仍然只有处理器80美元的五分之一。

　　我们预计全球应用处理器市场未来五年复合增长率为49%，超过CPU的市场增长率，全球半导体市场正在经历一个从CPU到应用处理器的重大转移。

　　全球应用处理器(AP)市场预期将呈爆炸性增长，这主要得益于智能设备的持续增长。Gartner公司、韩国产业银行大宇证券预测2015年智能设备出货量将增长至约20亿台，其中智能手机17亿台，平板电脑为3.2亿台。从数量上看，智能手机市场相当于采用CPU的电脑市场的4~5倍。

　　应用处理器朝着内核数量不断增加的方向(单核—双核—四核处理器)稳步发展，导致较高的平均单价同时也减少了每个晶圆所制造的芯片数量，例如一个12英寸晶圆只能制造出373片四核处理器，相对而言，同样的晶圆可以生产出1,200片以上的单核处理器或者559片双核处理器。事实上，一条产能为50,000片/月的生产线可以产出1.9亿片单核处理器，或者是8,400万片双核处理器。因此，核心处理器的改进需要大部分应用处理器厂商提高产能。

　　此外，随着ARM CPU处理器内核由Cortex- A8到A9再到A15的不断演进，应用处理器的运行速度也将得到进一步提升，从1GHz、1.2GHz、1.5GHz、2.0GHz直到2.5GHz。再者，随着2012年Windows 8的发布，应用处理器将更有可能被PC所采用。2012年下半年很可能在PC中开始运用应用处理器，估计那时应用处理器的最大运行速度将达到2.5GHz。特别是应用处理器的价格仅仅是CPU的四分之一，低端PC设计将更有可能采用应用处理器。

　　主要应用处理器厂商动向

　　高通：高通的应用处理器即Snapdragon系列包含了以下几项特点：1)基于ARMv7平台的应用处理器内核Scorpion;2)高通专有的GPU技术Adreno，它集成在Snapdragon芯片组内。Snapdragon的耗电量低于其他同类型的产品，然而，其不足之处是每个时钟周期较低的数据传输速率以及GPU的图形性能较差(尽管从Adreno20以后已经得到显著的改善)。

　　采用45nm制造工艺的Snapdragon S3内置了一个主频为1.2~1.5GHz的双核处理器。2012年初，高通将推出内置主频为2.5GHz、采用28nm制造工艺的四核应用处理器。索尼爱立信、HTC以及LG已经在它们的智能手机产品采用了Snapdragon，三星电子近期也已开始在其一部分Galaxy S2和LTE智能手机中采用Snapdragon处理器。未来，我们预计Snapdragon来自于LTE设备的需求将会增加，因为高通的MDM 9600基带芯片无法支持3G语音通话功能。

　　三星电子：三星电子(SEC)控制着全球应用处理器市场50%以上的份额，其生产的应用处理器产品供苹果和三星内部使用。苹果的A4和A5处理器以及三星电子的S5PC100和Exynos 3110芯片都是基于ARM CPU处理器内核和图形处理器(GPU)，由三星电子、P. A Semi(2008年被苹果收购)以及Intrinsity(2010年被苹果收购)三家公司共同合作开发的。

　　我们相信，三星电子将在未来的全球应用处理器市场进一步巩固其统治地位、保持优势，理由如下：首先，2012年三星电子计划在非存储业务上加大投资。该公司有可能将其2012年半导体设备预算15万亿韩元的一半即8万亿韩元投入到非存储领域，并已于2011年下半年在奥斯汀建立了一条新的应用处理器生产线(产能40,000片/月)，以扩增现存的S-line产品线(产能50,000片/月)。此外，目前生产NAND闪存、产能为50,000片/月的14线计划将有部分于2012年上半年转化为应用处理器生产线。

　　其次，三星电子的非存储工艺技术已经得到改良。该公司近期推出了基于ARM Cortex-A15架构、主频为2GHz的双核Exynos 5250芯片，采用32nm high-k/金属栅极(HKMG)制造工艺，据称比台积电(TSMC)的28nm低功耗工艺功耗还要低。

　　尽管英特尔已经推出了45nm HKMG制造工艺，TSMC也计划采用28nm HKMG制造工艺，但值得注意的是，三星电子的非存储业务的竞争力已不输于英特尔或者TSMC。它正在携手IBM、GlobalFoundries以及德州仪器(TI)进行公用技术平台合作，以开发非存储工艺技术。

　　最后，三星电子凭借其整合应用处理器和存储业务的优势，提高了它的成本竞争力。由于应用处理器是通过PoP封装或者多芯片封装(MCP)的形式安装在移动设备上的，如手机内存DRAM，三星电子相对那些不具备存储产品生产能力的应用处理器制造商具有更高的成本竞争力。展望未来，更先进的封装技术如通过硅片通道(TSV)技术将可能被采用。

　　德州仪器：德州仪器主要向诺基亚提供它的OMAP应用处理器，该处理器基于一个独立的架构体系，内部没有集成基带芯片组。OMAP基于ARMv7平台开发，它包含一个Cortex-A8/A9处理器和一个由Imagination制造的PowerVR SGX系列GPU。OMAP应用处理器在每秒时钟周期(超频)方面较优，但由于缺乏NEON指令而无法通过并行数据处理而使硬件加速，因此在视频解码方面表现不佳。

　　TI 45nm OMAP 4内置1.0~1.5GHz双核处理器，从2012年第三季度开始，该公司将会推出采用28nm工艺制造的双核应用处理器。亚马逊(Amazon)和三星电子已分别在它们的Kindle Fire平板电脑、Galaxy Nexus智能机中应用了OMAP处理器。

　　虽然三星目前在市场占统治地位，但从长期来看它也存在一些风险，例如苹果转向其他应用处理器供应商，以及英特尔可能进入应用处理器市场。不过最近几年苹果还不太可能从三星电子转移到TSMC，原因如下：

　　第一，相较于TSMC，三星电子在根本上是不同的商业模式。三星电子不像TSMC仅仅只是一家代工厂，它还具备应用处理器的设计能力和相关知识产权(IP)，如果TSMC想要为苹果生产A4和A5处理器，那么它必须扩大其知识产权的覆盖面。

　　第二，三星电子和TSMC使用不同的生产制造工艺。三星电子、德州仪器和GlobalFoundries采用的Gate-First工艺技术，比TSMC的Gate-Last工艺更为简单、功耗更低以及芯片更小。

　　TSMC和英特尔采用Gate-Last工艺速度更快但功耗较高，三星电子在28nm或者更低的制程或许也会转用Gate-Last工艺技术。尽管如此，Gate-First工艺至少目前来说还是更适用于应用处理器的生产制造。

　　第三，TSMC要么通过融资扩增其产能，要么将现有客户中的很大一部分资源转移到苹果公司。而苹果公司也将不得不考虑成本问题，TSMC是否能够提供与三星电子相同的或者更低的价格。另一方面，TSMC也必须评估收益问题，苹果公司是否能够保证其拥有其他同类客户相同的利润率，或者是尽管利润较低TSMC是否依然愿意成为苹果供应商之一。在迅速发展的智能手机和应用处理器市场环境下，这两家公司极有可能面临利益冲突的问题。

　　英特尔计划于2012年发布新一代Ivy Bridge处理器，采用3D三栅极(Tri-Gate)系统技术。这种三栅极技术是在仙童半导体(现飞兆半导体)1959年开发的2D晶体管结构上改造而来，基于3D结构开发，同等性能下只需一半功耗。然而，英特尔在2013年以前不大可能进入到应用处理器市场，这一年该公司预计将推出一款功耗和应用处理器差不多的Haswell CPU，功耗约0.5W。

　　附：Galaxy LTE智能机为何弃Exynos转投Snapdragon

　　为什么近期推出的Galaxy S2 LTE和Galaxy Note智能手机都采用高通的Snapdragon应用处理器，而不是三星电子的Exynos?

　　这是因为智能手机需要使用高通的一个基带处理器(BP)，例如MDM 9600或MDM 9200以提供4G LTE的服务。这些基带处理器必须与Snapdragon处理器连接以实现语音通信。如果三星电子采用它自身的Exynos处理器，那么它还要同时使用3G基带处理器和LTE基带处理器，也即同时需要3款芯片，一个应用处理器外加两个基带处理器芯片。

　　因此，Galaxy S2 LTE智能手机采用了高通的应用处理器+基带处理器芯片组合：1)为SKT和KT采用MSM 9200基带芯片+APQ 8060 CPU;2)为LGU+采用MDM 9600+MSM 8660。LTE智能手机制造商目前将可能会继续运用高通的应用处理器，因为高通在2012年第二季度以前不会推出无需其应用处理器配合即可实现语音通信的MDM 9615基带处理器，该公司计划采用TSMC的28nm HKMG工艺量产MDM 9615处理器。

　　近期被Galaxy Note智能手机采用的Snapdragon S3应用处理器(in-order架构)显露了它的一些不足，包括多任务处理时运行速度较慢以及相对较低的数据处理能力(DMIPS/MHz)。