CPU并不是全部 你的手机里还有这些芯片

近日，网上有人爆出了一则有关“华为屏幕驱动芯片领域”消息，消息称华为将成立新部门自主研发屏幕驱动芯片。这一消息的曝光让人们将目光移向手机内除了CPU之外的众多芯片之上，虽说CPU是一部智能手机的核心硬件，但是单有一块CPU并不能让手机正常运行，在此之外还需要诸多芯片的加入，才能让一部智能手机能上网能显示画面、能发出声音。今天便带大家来聊一聊智能手机里都有哪些芯片以及它们都分别发挥哪些作用。

说到手机内的芯片大家最熟悉的自然还是SoC了，SoC被称为系统级芯片，SoC在物理上可以被看成是一块芯片，但它其实是集成了多款芯片的一个模块其一般集成了CPU、GPU、ISP、AI等芯片，因此我们可以说SoC是手机的“核心处理器”。

麒麟990 5G SoC

由于SoC现在一般都集成了CPU（中央处理器）和GPU（图形处理器）这两个性能芯片，所以SoC的性能水平往往也代表着手机的基本性能表现。除了大家熟悉的CPU和GPU之外，SoC内往往还集成了基带、ISP、AI等功能芯片。其中ISP名为图像信号处理器，主要用来处理相机传感器传回的图像信号；AI芯片是最近今年新加入手机SoC的芯片模块，其主要被用于为手机提供强劲的AI算力，可以用于处理图片美化、视觉识别等任务。

麒麟990 SoC内置NPU

例如，华为海思麒麟990 5G SoC便在集成了由Cortex-A76和Cortex-A55构成的八核CPU和Mali-G76 MP16 GPU的基础之上，还集成了自研的ISP 5.0图像处理器和达芬奇架构NPU（AI芯片）以及双模5G基带，从而实现一颗芯片便可以完成了手机上的主要运算需求，节约了手机内部空间并降低了功耗。

麒麟990 5G SoC

说到手机上的闪存大家经常会把RAM和ROM搞混，一般而言在我们常说的8GB+128GB中，前者8GB一般是指RAM（运行内存）其作用相当于电脑上的内存，后者128GB一般是指ROM（ 存储内存）作用和电脑上的硬盘类似用来存储手机运行时的缓存和用户存储的数据，而RAM和ROM作为闪存，其本身也是一种芯片。例如iPhone 11 Pro Max便采用了来自东芝的Toshiba TSB4236 512GB NAND Flash闪存芯片。

东芝512GB闪存芯片（图片来自：techinsights）

因为和传统PC电脑所使用的机械硬盘不同，闪存也是使用半导体技术制造的一种芯片，也通常被直接封装在手机的主板上，因此其也可以被称为内存芯片。

说到手机上的通信芯片，大家最了解的自然就是基带了。基带芯片是指用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码的芯片。简单理解就是它主要是负责收发手机的蜂窝网络数据信息。

高通X55 5G基带芯片

目前手机上的基带芯片主要分为集成和外挂两种方案，上文中我们提到的麒麟990 5G SoC便集成了双模5G基带。目前最知名的基带外挂设计便是高通旗下的高通骁龙865处理器+骁龙X55 双模5G基带芯片的组合。此外，手机一般还会搭载独立的射频芯片，例如由Skywork、Qorvo、AVAGO等厂商提供的第三方射频芯片，不过进入5G时代之后越来越多的手机厂商开始选择由高通提供的5G整体解决方案中打包出售的射频模组。

高通X60 5G解决方案

除了负责移动网络的通信的基带芯片之外，还有负责支持wifi和蓝牙网络技术的相应芯片，这些芯片同样既可以选择集成在SoC中也可以选择进行外挂配置。例如，iPhone 11系列便采用了独立支持Wi-Fi 6+蓝牙 5.0的Murata 339S00647 Wi-Fi/BT Wireless Combo IC。

Murata 339S00647（图片来自：techinsights）

除了占据手机大部分空间的SoC、闪存、通信芯片之外，负责各种具体功能的芯片则分布在手机内的各个角落。一般来说手机还会配备电源管理芯片、屏幕触摸控制器、音频IC、NFC芯片、无线充电控制器等芯片。例如，iPhone 11 Pro Max里面便配备了STMicrolectronics STB601A0N电源管理IC、Intel PMB6840基带PMIC、Cirrus Logic 338S00509音频编解码器、NXP SN200 NFC芯片以及苹果的UWB技术芯片Apple U1。同时，GPS、陀螺仪等设备也分别有自己的控制芯片，这里便不一一列举了。

iPhone 11 Pro Max主板局部（图片来自：techinsights）

此外，对于音频体验有一定追求的手机型号还会采用独立的HiFi芯片，例如iQOO 5便采用了独立HiFi芯片CS43131。

随着智能手机的所配备的功能越来越多，其相应所搭载的各类芯片也随之增多，不过与此同时，越来越多的芯片也开始被集成到同一块SoC模块之中。通常被认知的CPU和GPU并不是手机上全部芯片，甚至其在主SoC中也并不能占据大部分的面积。对于现在的智能手机来说其体验是由手机上的每一个部件所共同组成的，就像木桶一样缺少一块木板便会带来体验上的缺失。

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一篇文章带你认识芯片分类及代表企业

芯片的分类方式可以有很多种，如果我们随机采访10位业内大佬，也许会得到10种不同的答案。

举个例子，按照处理信号方式可分为模拟芯片和数字芯片。

按照设计理念可分为可分为通用芯片和专用芯片。

按照应用领域可分为航天级芯片，汽车级芯片，工业级芯片和商业级芯片。

按照制程的话还可以分为7nm芯片、14nm芯片、28nm芯片……

还有企业经常说的：我司的主营业务是 CPU芯片/存储芯片。其实这是从应用功能角度来分的。

今天我们就以钢铁侠为例，从应用功能的角度出发、以人做类比，进行一个详细的分类。

1. 处理器芯片

处理器芯片就相当于人类的大脑，是用来思考、分析和计算的。

中央处理器（CPU） ，是系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。一般提到CPU，很难不第一时间想到Intel，世界上第一款商业化的处理器就是Intel 4004。除了Intel之外，AMD、IBM、高通等都是设计CPU芯片的代表性企业。国产不错的CPU公司有华为、龙芯、海光、北京君正等。

图形处理器（GPU） ，也叫视觉处理器或显示芯片，它一般是在电脑、手机这类移动设备上做图像和图形相关运算工作的微处理器。Intel、英伟达、AMD都是GPU领域的代表企业。这两年国产GPU市场也是全面开花，壁仞、摩尔线程、芯动科技、景嘉微等企业都纷纷发布了国产GPU。

数字信号处理器（DSP） ，是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。除了音视频领域，在自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等领域都能看到DSP的身影。Microchip、TI、ADI、ARM等公司都是DSP芯片领域的代表性企业。

微控制器（MCU） ，在一颗芯片上将计算、存储、接口等集成在一起，形成芯片级的计算机。MCU的用途比较广泛，但是它最大的应用场景还得是汽车，一辆汽车里就包含70多块MCU芯片。MCU芯片领域的国内外代表企业有：瑞萨电子、恩智浦、ST、华大半导体、士兰微、复旦微电子等。

2. 存储芯片

存储芯片相当于人类的大脑皮层，用来储存信息和数据。心理学上说，人脑记忆可以分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。同样的，存储芯片也有不同的类型，起到不同的作用。

静态随机存取存储器（SRAM） ，只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持；但是只要断电，数据就会丢失。属于易失性存储器。

动态随机存取存储器（DRAM） ，只能将数据保持很短的时间，所以需要在通电状态下定时刷新，才能保持数据不变；断电后，数据就会丢失。同样属于易失性存储器。

只读存储器（ROM） ，信息一旦写入后就固定下来，即使切断电源，信息也不会丢失。属于非易失性存储器。

闪存（Flash） ，无论是否通电、是否刷新数据，都能够长久地保持数据。和ROM一样属于非易失性存储器。

我国作为世界上最大的存储芯片市场，但长期以来的存储芯片都是依赖进口。当下存储器市场可以说是被国外巨头垄断的状态，尤其是DRAM，光三星、海力士、美光这三家的市场占有率就在94%以上。为了突破存储芯片市场，现在国内也有多家存储芯片企业突围，比如长江存储、长鑫存储、兆易创新、华天科技、复旦微电子等。

3. 传感器

传感器就相当于人类的五官，可以感知/测量生活中的声音、图像、温度、湿度、压力和光信号等。

CMOS图像传感器（CIS） ，是将光学图像转换成电子信号的电子设备，相当于人的视网膜，手机、相机乃至卫星的拍摄成像都缺不了它。CIS领域的国内外代表企业有：索尼、三星、豪威科技、格科微等。

微机电系统（MEMS） ，是按功能要求在芯片上把微电路和微机械集成于一体的系统。在手机中的应用尤其广泛，比如磁传感器、指纹传感器、环境传感器等。MEMS领域的国内外代表企业有：博通、博世、歌尔微电子、敏芯微、士兰微等。

触摸/触控芯片（Touch） ，大家日常使用的手机和平板电脑，它们就内含触控芯片，这种芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。Touch芯片领域的国内外代表企业有：Atmel、比亚迪、晨星半导体、汇顶科技。

4. 电源芯片

电源芯片相当于人类的心脏，可以给身体其他器官提供营养物质。电源芯片可以给ASIC、DSP、CPU、Memory、FPGA及其他数字或模拟负载提供供电。

DC/DC电源芯片（DCDC） ，指直流转换为直流的电源，是开关电源芯片的一种（另一种是AC/DC）。相较于AC/DC，DC/DC的设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化。

LDO低压差线性稳压器（LDO） ，是一种稳压器。在电子设计中，经常需要用不同的直流电压给不同器件供电，就可以通过LDO稳压芯片来实现。

电源管理单元（PMU） ，是一种高度集成的、更加便携式的电源管理方案，可以获得更高的电源转换效率和更低的功耗。

在电源芯片领域比较有代表性的国内外企业有：芯源系统、TI、英飞凌、东芝、瑞芯微、圣邦微电子、上海贝岭等。

5. 通信芯片

通信芯片相当于人类的神经，四通八达，传递信息和数据。

蓝牙芯片（Bluetooth），蓝牙大家经常会用到，它是一种近距离无线连接技术，支持声音、图像的传输。在蓝牙芯片领域有代表性的企业有：高通、赛普拉斯、Dialog、ST、紫光展锐等。

无线芯片（WIFI）就不用多说了，上网冲浪必备，也是一种近距离无线通信。在WIFI芯片领域有代表性的企业有：高通、博通、Marvell、联发科、瑞昱、乐鑫等。

窄带物联网芯片（NB-loT），是一种远距离无线通信，属于广域网。可以应用到智能抄表、智慧路灯、智慧停车、共享单车等多种领域。在NB-loT芯片领域有代表性的企业有：高通、华为、中兴微、联发科、紫光展锐等。

6. 接口芯片

接口芯片相当于人的“四肢”。同样可以用于传递信息和数据。

通用串行总线芯片（USB），是一个外部总线标准，是应用在PC和手机领域的一种接口技术。它也是我们日常接触比较多的一种，比如电脑上的USB插口、手机的USB充电线，都和我们的生活息息相关。在USB芯片领域有代表性的企业有：赛普拉斯、恩智浦和全志科技。

高清多媒体接口芯片（HDMI），是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。生活中的笔记本电脑、电视、机顶盒就有HDMI接口。在HDMI芯片领域有代表性的企业有：东芝、ADI和全志科技。

结 语

在芯片产业“国产替代化”盛行的当下，已经入行的工程师，在专业知识方面是信手拈来，但对于芯片分类却是不甚了解。而打算入行的工程师在参加企业面试时，甚至不清楚公司的主营芯片产品。

写下本文的初衷也正在于此，在IC学习之路上，IC修真院与你同行。

声明：部分内容参考自网络。

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