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本文援引于报告《2021年全球移动处理器产业链解析：上游缺芯，ARM架构大放异彩，苹果M1 Max跨越能效鸿沟》，首发于头豹科技创新网（www.leadleo.com）。

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移动处理器相比台式处理器更加注重能源效率，以低电压、低热量、低耗电为特点，正在不断提高性能，并开始占领传统桌面处理器的市场

移动处理器专门针对包括笔记本电脑、智能手机、平板电脑等移动智能终端，除了追求性能，也追求低热量和低耗电，最早的笔记本电脑直接使用台式机的CPU，但是随CPU主频的提高，笔记本电脑狭窄的空间不能迅速散发CPU产生的热量，还有笔记本电脑的电池也无法负担台式CPU庞大的耗电量，所以开始出现专门为笔记本设计的移动处理器。

笔记本的处理器在制作工艺上要比同时代的PC处理器要更加的先进，笔记本处理器要具备PC处理器不具备的电源管理技术，所以要使用更高的微米精度,所以各个要求都要大于普通PC处理器上的要求。

使用场景中，移动处理器架构在越来越轻薄的笔记本与智能手机等移动终端上，对能源效率的高要求越来越明显，倒逼处理器技术的发展。

随着性能不断提升及生态不断完善，RISC架构也在逐步进军CISC为主的PC、桌面及服务器领域，ARM架构将大放异彩

英特尔X86主导计算机、服务器市场，ARM架构垄断手机市场，看似二者分境而治，实则业界对于二者谁能主宰未来市场的讨论一直进行着。

ARM架构将贯穿从IoT领域、移动端到桌面端最后占领服务器领域，从而取得全面的胜利；另一方则认为X86架构强大之处在于英特尔积累的服务器芯片以及部分闭源的专业级领域生态系统几乎不可撼动。另外也有中立者认为二者并不具备可比性，ARM在功耗上的优势与X86在性能上的优势都是不可替代的。

ARM架构的处理器在移动端消费电子上作为旗舰笔记本的处理器已日趋成风，主打能耗的ARM架构正在不断加强性能的供给，并逐渐在性能上与x86移动处理器平分秋色。苹果新推出的基于ARM的M1 Max芯片在维持低能耗的特质上，通过扩大晶体管规模发挥了突破消费电子天花板的性能表现。

在节能的时代趋势下，追求性能为第一位的桌面处理器若开始对节能提出要求，ARM进场桌面PC处理器将势同ARM最初从手机端处理器进入笔记本电脑处理器的场面。

而随着亚马逊AWS、华为、阿里等云厂商在开发基于ARM的服务器的进程的推进，一线厂商的选择也代表了ARM在服务器领域的巨大潜力。

由于摩尔定律的性能增长失速与移动终端的多样化需求的缺口越来越大，移动处理器进入集成多种芯片的大整合时代，异构计算和SoC成为主流

摩尔定律指的是：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。

这一定律到今天为止，基本上准确预测了半导体行业的发展节奏。此前摩尔定律几乎每年都会推动微处理器的性能提升50%，而半导体的物理学限制却让其放慢了脚步。如今，CPU的性能每年只能提升10%左右。

在移动互联网时代，单一芯片应对不同形式计算力不从心，异构计算成为主流。移动设备或者云平台需要处理各种各样的信息，包括通讯、执行程序、处理图片、娱乐游戏、处理各种传感器的信息等等。传统依靠类似 CPU 这样通用处理器来处理这些信息的效率非常低。CPU 这种为顺序计算而设计的处理器，一旦被占用，其他处理请求就只能等待，导致时间效率低。

在SoC之上，可按需集成不同异构芯片，是移动处理器的重要技术。随着ARM类处理器在消费类电子的市场份额的扩大，将驱动SoC的的市场份额的增长

SoC在性能、成本、功耗、可靠性，以及生命周期与适用范围各方面都有明显的优势，因此它是集成电路设计发展的必然趋势。在性能和功耗敏感的终端芯片领域，SoC已占据主导地位；而且其应用正在扩展到更广的领域。单芯片实现完整的电子系统，是IC产业未来的发展方向。

SoC的下游应用领域分布于消费电子、智能家居、智能安防、智能商显、汽车电子。消费电子包括智能手机、平板电脑和便携电脑是SoC市场占据最大份额且未来应用方向种最重要的赛道。

ARM架构在SoC之上，随着ARM类处理器在消费类电子的市场份额的扩大，将驱动SoC的的市场份额的增长。预计2023年，SoC总体市场规模将达到2,070亿美元。

SiP凭借微型化、异质芯片的可整合性、产品上市时间快、成本低的特点，与消费类电子的需求相契合

伴随着集成电路(Integrated Circuit)微缩(Scaling)技术的蓬勃发展，将各式功能的电子零件整合在同一集成电路芯片上而成为一个子系统，此即为系统级芯片技术(System on Chip, SoC)的基本概念。

将各式不同功能的芯片及组件整合在同一封装的技术，即统称为系统级封装(System in Package, SiP)。两者皆是为了提升各种电子系统效能、降低成本而 发展出的系统整合技术。

消费性电子产品如智能手机、数字相机、平板计算机、智能电视等，很多应用上要求的特性与 SiP 的优势能有相辅相成的效果，因此也是最多使用 SiP 产品的领域。

传统 CMOS 的制造技术一直遵循着摩尔定律进行制程尺寸微缩，并且广泛应用在中央处理器(CPU)、记忆体(Memory)与逻辑(Logic) 芯片上。然而，就系统而言，多样化不同功能的组件，例如模拟电路、RF电路、无源元件等，才能因应人类感官与环境感知越来越多的需求。SoC技术加上SiP技术将“异质”的芯片整合在一起，将能创造更高价值的系统。

移动处理器产业的上游产业链高度结合半导体与芯片，有着全球化分工的显著特点。EDA和IP核是移动处理器重要的上游支撑，目前国内厂商与海外巨头差距显著

单个处理器芯片的生产可能涉及1000多个步骤、70个独立的跨境合作和一系列专业公司，全球化分工模式已成为半导体产业的重要特征。包含各个核心环节的大部分处理器产业链巨头分布在海外。

国产处理器产业链正在各个环节逐步替代进口，且在部分环节如IC设计和封测上达到世界一流水平。但是其他环节如设备、材料、EDA、IP、制造等环节仍与海外龙头差距较大，目前中国以“外循环为主+内循环为辅”的模式为移动处理器产业链的常态。

在芯片的生产成本和工艺难度的综合作用下，全球芯片生产对台积电TSMC和三星电子有着巨大的依赖。半导体生产链条的复杂和高投入属性决定了规模扩产的不灵活性。

2020年，当Covid-19大流行推进了居家时代的到来创造了消费电子的巨大需求，中美紧张关系下的厂商囤积库存，多个半导体工厂遭遇意外停产都是造成缺芯潮的原因之一。

移动处理器产业链中游厂商类型分为IP供应商、Fabless、Foundry、封测厂商以及全流程贯穿的IDM厂商

IP供应商的商业模式是通过收取Fabless厂商授权费来支付IP供应商的开发费用、运作成本和人员成本。同时Fabless需根据处理器芯片销售按1-3%比例支付版税给IP供应商。IP供应商代表有ARM、Imagination等。

在半导体制造业逐渐呈现出产业垂直分工模式，形成了专业的IP核、无生产线的IC设计（Fabless）、晶圆代工（Foundry）以及封装测试厂商。该模式下，仅有Fabless厂商需要直接面对客户需求服务，IP核、封装测试及Foundry的厂商都为Fabless厂商服务。联发科、高通、AMD、英伟达、海思都是Fables厂商。

IDM模式的企业覆盖产业链上游设计开发到下游的品牌营销，具有较强资源调配和控制成本优势，IDM模式成为当前具备较高盈利水平的商业模式，目前全球主要的手机芯片制造商业模式是IDM模式。英特尔、三星均采用IDM商业模式。

重点关注企业

ARM、英特尔、联发科、高通、三星电子、苹果、华为海思

深度见解：

随着5G的加速普及、AI技术的发展和消费升级，用户需求与应用需求的快速迭代将驱动手机端移动处理器技术的快速发展和市场空间的扩大。

而M1 Max作为ARM架构的移动处理器的性能天花板，也在探索着消费级移动处理器的上限。在此设想，苹果的产品思路或许更为深远，通过在消费级产品上回收在ARM+SoC芯片上天价的投入，为嵌入式处理器的升级革命奠定基础：低功耗+高性能的嵌入式芯片将支持无人机、无人驾驶、机器人、虚拟现实和更多可以集成显示和计算的场景，或将如同iphone那样完全改变未来的交互模式。