麒麟9050 Pro为何选择叠层突围

一张晶圆显微照片，把手机芯片竞争的重点从“做得多小”，带到了“能不能叠起来”。

近日，芯片分析博主Kurnal公布了华为麒麟9050 Pro的显微照片。照片显示，这颗处理器不是把所有功能平铺在一块芯片上，而是由两块裸片上下堆叠组成，一块负责主要逻辑运算，另一块专门承担SRAM缓存。

两块裸片尺寸相同，都是11.13毫米乘10.84毫米，单块面积约120.65平方毫米。这个数字比上一代麒麟9030S约122平方毫米还小，但芯片内部能容纳的晶体管数量，却出现明显增长。

这就是华为在9月8日，随Mate XT 2三折叠屏手机一同展示的逻辑折叠技术。

过去的手机处理器，更像是在一块地面上盖平房，CPU、GPU、缓存等模块都挤在同一层硅片上。逻辑折叠则换了思路，部分电路不再继续向四周铺开，而是搬到上面一层，形成类似楼房的结构。

两层裸片之间，需要大量垂直互连来传输信号。连接点越密，数据上下移动越快，芯片内部的等待时间就越短，功耗也有机会下降。说白了，同样大的地皮，平铺只能盖一层，向上堆就能多出几层空间。

问题是，这种办法到底能带来多大提升？

据爆料者给出的数据，麒麟9050 Pro的等效平面晶体管密度约为每平方毫米2.38亿个。这里的等效平面密度，是把上下两层芯片折算到一张平面上的结果，并不等于单层芯片工艺本身达到了同样密度。

作为参照，上一代麒麟9030的晶体管密度约为每平方毫米1.12亿个，晶体管总数约158.8亿个。这样看，麒麟9050 Pro的等效密度接近翻倍，芯片面积却没有跟着变大。

华为公布的信息显示，麒麟9050 Pro整体性能比上一代提升42%，能效也有改善。不过，这个42%属于整体性能指标，具体到游戏、影像、通信和日常应用，表现还要看实际测试，不能简单理解成所有场景都提升42%。

为什么要把两种芯片拆开制造？

麒麟9050 Pro采用两块不同工艺的裸片，逻辑芯片使用中芯国际N+3工艺，SRAM缓存芯片使用N+2工艺。逻辑部分对运算能力要求更高，优先使用更先进的工艺，缓存则使用相对成熟的工艺，这样能减少成本压力，也能避免所有模块都采用最难推进的制程。

这是一种比较现实的取舍。

在美国出口管制影响下，中国大陆晶圆厂无法获得阿斯麦极紫外光刻机，只能继续依靠深紫外光刻机，并通过多重曝光等方式推进更先进制程。外界普遍认为，中芯国际N+3大致接近5纳米级别，但制造成本和良率仍然承压。

如果单纯追求把晶体管做得更小，设备、工艺和成本压力都会继续上升。那怎么办？把不同功能拆开，让每块裸片承担自己更适合的任务，再通过先进封装把它们组合起来，可能就是另一条路。

这种思路并不是华为独有。苹果在2022年推出M1 Ultra时，就用UltraFusion技术把两颗M1 Max连接成一颗更大的处理器，重点也是通过高速互连，把多个芯片组合成一个整体。英特尔的Foveros技术，则尝试把不同功能、不同制程的芯片垂直堆叠，这些做法都说明，芯片竞争已经不只看单块硅片的制程数字。

但手机芯片比电脑和服务器芯片更难处理，因为手机内部空间小，电池容量有限，散热条件也差。两块裸片贴在一起，信号距离是缩短了，热量却可能更难排出去。

良率也是一道现实门槛。

也正因为如此，麒麟9050 Pro目前只出现在华为旗舰手机的Pro Max、RS等高端版本，以及Mate XT 2三折叠屏手机上。高端产品有更大的成本空间，也更适合先验证新技术，等良率、散热和生产效率进一步稳定后，才有机会向更多机型扩散。

所以，麒麟9050 Pro的意义，不能只看一张照片，也不能只看一个性能百分比。真正关键的不是它有没有完全改变芯片制造规则，而是它在设备受限时，找到了怎样重新组合性能的方法。

全球芯片企业都在加码三维堆叠和先进封装，台积电、英特尔、三星持续投入，苹果、英伟达等高端产品也越来越多采用多芯片组合方案。区别在于，华为是在光刻设备受限、先进制程推进困难的情况下，更早把这条路用到了手机处理器上。

这条路能不能彻底替代更先进光刻机？目前还不能这样判断，毕竟制造成本、量产规模和长期稳定性都需要时间验证。可是，当平面空间越来越紧，向上堆叠已经从一种备选方案，变成芯片行业必须认真面对的方向。

芯片越做越小，依然重要。只是现在，竞争也开始比谁更会拆、谁更会叠、谁能把不同工艺真正配合起来。麒麟9050 Pro这次尝试，或许正是在告诉行业，芯片的下一步不一定只是继续缩小，也可以换一个方向继续向上。