手机能否因半导体工艺进步,刺激消费者需求,

 人工智能的应用     |      2019-03-05 12:00

FPS的进步已经很难让消费者有意愿为新手机买单,若3nm半导体制程实现,能否刺激需求,让开始下滑的手机市场再度攀升?

苹果公司在今年1月29日发布上一季度的财务报告,全公司的营业额YoY衰退5%,其中,来自於iPhone的营业额衰退15% [1][2]。苹果公司没有达到原来预期的营收方向(Revenue Guidance),让市场对於半导体的未来产生许多负面的看法。

过去几年,全球半导体的成长的动能确实来自於智能型手机,然而为何是现在才看到苹果公司的手机衰退,而不是3年以前呢?智能手机能否因为半导体工艺的进步,刺激消费者的需求,让产值变得更大呢?本文尝试连结智能型手机录影的每秒显示张数/影格率(Frame Per Second, FPS)与半导体制程工艺,说明2018年的7纳米工艺恰满足4K60FPS的录影需求,利用简易的技术预测推估3纳米工艺可满足8K60FPS的需求,发生的时间点约在2021-2022年。

对FPS的需求,推动过去手机SoC效能发展

AnandTech网站最近公布了一份近几年来智能型手机SoC的效能评比[3]。评监手机SoC有许多技术指标,当然也会有综合指标,我这里使用的指标主要是播放画面时常用的每秒显示张数/影格率。

FPS是动画、视频的基础,人的眼睛如果看到的画面在每秒10-12张以上时,就会产生视觉暂留的效果,而认为画面是连续的。电影院的胶卷播放约在24FPS,对於多数人来说是可以接受的速度。然而到了CRT与LCD萤幕的时代,NTSC规范显示器的更新频率在60Hz(PAL规范为50Hz),规范FPS在30p(PAL规范为25p),在一个可以每秒更新60张图片的显示器上面,NTSC建议画面每秒显示张数为30张,约为萤幕更新频率的50%。如果影格率低於30FPS时,人眼会感觉到画面延迟、拖影、抖动,所以开始要求提高FPS。

按照前面显示器更新频率要在FPS的两倍以上的概念,萤幕的更新频率开始有了120Hz、240Hz等高级规格出现。提高FPS与显示器更新频率有助於欣赏赛车视频、以及增加3D游戏的流畅度。

目前一般所谓的电玩级显示器,约在144Hz以上,也就是可以让FPS达到72p。市场上高阶的LCD/AMOLED TV,多数具备动态影像流畅技术,提高显示器更新频率达240Hz,如果搭配120FPS的影格率,其效果是非常好的。

半导体技术的能力是有限制的,在画面分辨率(1080p/4K/8K)与FPS之间,必须有所取舍。目前主流的手机SoC可以录影1080p(2K)与60FPS的信号,少部分(A12 Bionic、Snapdragon S845)可以录影4K60FPS的信号。

长期来看,手机SoC的技术目标还是在8K60FPS或8K120FPS的录影上,这会带动网络频宽的需求(录影之后透过网络上传至云端),以及手机内存的需求(DRAM+Flash),推动手机SoC的进步。我认为十年之内,应该是看得到,不会太久。




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