早期的跡象顯示，SoC與CPU存在明顯的沖突。微軟的Surface平板電腦突顯出OEM廠商在在決定處理器架構(gòu)時(shí)擁有更多的選擇。這款平板電腦將做成兩種版本──其一使用基于ARM的SoC處理器（Nvidia Tegra 3），另一版本使用基于英特爾x86 CPU（Ivy Bridge）。表1對這兩種版本的相關(guān)規(guī)格作了比較，圖1顯示兩種晶片及其架構(gòu)圖。從中可明顯看出，基于SoC的設(shè)計(jì)更能有效適應(yīng)超行動裝置用戶對于外形尺寸的要求──重量輕和電池壽命長比塬始性能高顯得更有價(jià)值。

圖1：由核心/繪圖主導(dǎo)的典型CPU設(shè)計(jì)（英特爾Ivy Bridge）與高度整合的SoC（Nvidia Tegra）的比較。這種整合的SoC設(shè)計(jì)在平板電腦和ultrabook架構(gòu)中具有明顯的優(yōu)勢（來源：英特爾/Nvidia網(wǎng)站）。

基于CPU的設(shè)計(jì)需要依賴更多晶片實(shí)現(xiàn)必要的硬體整合，不僅會消耗更多功率，而且導(dǎo)致最終產(chǎn)品更重30%也更厚40%。有趣的是，基于Nvidia SoC的設(shè)計(jì)採用落后的40nm微影制程，而基于英特爾CPU的設(shè)計(jì)使用的是領(lǐng)先兩代的22nm微影製程。當(dāng)SoC公司轉(zhuǎn)向使用高k值/金屬閘電晶體的28nm技術(shù)時(shí)，上述比較將更值得玩味。Surface平板電腦將成為重要的比較標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗诠δ芊矫婧统杀痉矫娑寄芴峁┠壳?領(lǐng)先CPU與突破性/邊緣性SoC之間的直接比較。

SoC獨(dú)特的成本結(jié)構(gòu)具有突破半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)模式的潛力。Nvidia Tegra SoC的平均售價(jià)（ASP）在20美元左右，而處于技術(shù)前端的英特爾IvyBridge CPU晶片ASP則在150美元范圍。CPU晶片還需要其它晶片的支持才能提供單一SoC就能提供的功能。在OEM廠商進(jìn)行價(jià)格競爭時(shí)，CPU產(chǎn)品將難以保持既有的高利潤率。隨著SoC更臻于完善并持續(xù)蠶食ultrabook和筆記型電腦市場時(shí)，成本差異將造成更大的影響。低成本、低階技術(shù)SoC不斷上升的影響力以及蠶食高成本、高階技術(shù)CPU利潤率的潛力是Andy Grove提出零細(xì)分市場現(xiàn)象的最佳例子。

Nvidia Tegra 3 SoC和英特爾的Ivy Bridge CPU都是業(yè)界最佳產(chǎn)品──分別具備不同的外形尺寸、成本和價(jià)值取向。雖然可預(yù)期低利潤率的SoC能夠服務(wù)于高階筆記型電腦市場，但高利潤率CPU似乎不可能反過來服務(wù)于低階行動市場。

長期以來位居市場龍頭地位的CPU巨擘──英特爾對于這種日益成長的零細(xì)分市場威脅的反應(yīng)不應(yīng)被低估。英特爾可望解決這種威脅，并採取措施彌補(bǔ)失去的時(shí)間，贏取更多的行動市場佔(zhàn)有率。今年稍早，英特爾發(fā)佈了Medfield──劍指智慧型手機(jī)市場的首款SoC處理器。英特爾還發(fā)佈了首款手機(jī)參考設(shè)計(jì)，可協(xié)助OEM在英特爾技術(shù)基礎(chǔ)上快速整合智慧型手機(jī)產(chǎn)品。

32nm Medfield處理器可望被更先進(jìn)的22nm處理器（Merrifield）所取代，后者將采用雙核心的Atom CPU以實(shí)現(xiàn)更低的功耗。即使是英特爾的旗艦CPU產(chǎn)品也可看到更高的晶片整合度。英特爾在從32nm Sandy Bridge過渡到更先進(jìn)的22nm Ivy Bridge晶片時(shí)，GPU模組的成長就更顯著（增加了4億個(gè)電晶體），如圖1所示。

英特爾持續(xù)在CPU製程技術(shù)方面領(lǐng)先業(yè)界，其技術(shù)正處于摩爾定律的最前端。然而，架構(gòu)方面的根本性改變（如Tri-Gate）也許會減緩晶片上功能的整合速度。盡管2011年從英飛凌公司收購了基頻技術(shù)，但英特爾何時(shí)能在Atom核心上以Tri-Gate電晶體整合SoC技術(shù)還不清楚。英特爾的SoC產(chǎn)品供應(yīng)一般都比主流CPU落后1至2年。但這個(gè)差距可望逐漸縮小，因?yàn)橛⑻貭栒M足對于晶片整合的日益成長需求，并致力于解決來自低階產(chǎn)品供應(yīng)的更多威脅──這些低階產(chǎn)品在高階領(lǐng)域正迅速變得更有競爭力且更具成本效益。

持續(xù)邁向融合

目前的十年內(nèi)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)演進(jìn)過程中的策略調(diào)整時(shí)期──接下來的五年可能見到多種技術(shù)和市場力量的匯聚，而對產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌跡產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。這些軌跡包括：

軌跡一：SoC功能整合的優(yōu)勢可望加以延續(xù)，使SoC變得更復(fù)雜且強(qiáng)大。同時(shí)隨著從40nm微影製程到更先進(jìn)幾何尺寸的轉(zhuǎn)移，SoC還將變得功耗更低、尺寸更小。高通、Nvidia和蘋果在經(jīng)過各自旗艦SoC（Snapdragon、Tegra和AX）的持續(xù)改進(jìn)后都展現(xiàn)穩(wěn)定的性能提升。由于每家公司都試圖在各自的晶片中整合更多的功能以贏得新的行動產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這些公司之間的競爭將日趨白熱化。SoC的優(yōu)勢將迫使傳統(tǒng)IDM成本結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)模式作出根本性的變革。

軌跡二：平板電腦和智慧型手機(jī)的GPU使用模式優(yōu)勢顯示，GPU已經(jīng)成為Tegra、Snapdragon和A5X等SoC中使用率最高的模組。由于GPU是最大的模組，而且要消耗晶片上最大的功耗，因此以最佳化GPU性能和功耗為目的設(shè)計(jì)硅電晶體具有重要意義。設(shè)計(jì)公司和代工廠可能使GPU成為電晶體設(shè)計(jì)與制造的中心元件──歷史上包括GPU在內(nèi)的所有模組都必須適應(yīng)最初為CPU設(shè)計(jì)電晶體。圖2顯示在兩年時(shí)間內(nèi)陸續(xù)發(fā)佈的叁代蘋果A系列處理器，從中可見證SoC的快速發(fā)展和GPU越來越重要的作用。在A5X處理器上的GPU幾乎佔(zhàn)一半的晶片面積。

圖2：在僅僅兩年內(nèi)，蘋果SoC上的GPU尺寸顯著增加，幾乎占最新晶片的一半面積。在Snapdragon和Tegra處理器中也存在同樣的趨勢（來源：Chipworks）。

軌跡叁：來自電晶體微縮的收益遞減。隨著收益遞減規(guī)律最終跟上摩爾定律，業(yè)界在微縮電晶體幾何尺寸方面幾乎沒有經(jīng)濟(jì)上的動力可言。處于摩爾定律前端的公司也許能夠在高利潤的市場（伺服器和資料中心）中有力競爭，但終究會發(fā)現(xiàn)很難在低利潤的消費(fèi)市場中為產(chǎn)品訂出具競爭力的價(jià)格。而設(shè)計(jì)公司可能會發(fā)現(xiàn)垂直微縮將更加經(jīng)濟(jì)（如利用2.5D和3D整合技術(shù)增加更多功能并降低每層功耗）。

軌跡四：加速產(chǎn)品生命週期。平板電腦和智慧手機(jī)產(chǎn)品每年都在升級換代──這比以前的PC更新周期快得多。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需要調(diào)整其技術(shù)開發(fā)周期才能跟得上行動產(chǎn)品的生命周期。不可能每年都縮小電晶體尺寸，而將更高階功能快速整合于現(xiàn)有尺寸架構(gòu)中將更為可行。

軌跡五：降低行動消費(fèi)產(chǎn)品的平均售價(jià)。隨著Google和叁星等公司以iPad一半的價(jià)格提供平板電腦，行動市場的價(jià)格戰(zhàn)已悄然展開。隨著fabless供應(yīng)商開始從下而上競爭高階筆記型電腦和uktrabook市場，他們將以極具競爭力的產(chǎn)品價(jià)格為英特爾等公司帶來巨大的競爭壓力。

軌跡六：行動SoC出貨量的成長。據(jù)Gartner公司預(yù)測，到2015年智慧手機(jī)和平板電腦的總出貨量將超過5億臺。以這種速率來看，在今后幾年內(nèi)行動SoC的出貨量將很快就會超過CPU。

在今后五年內(nèi)所有這些軌跡的交互影響，可能將SoC技術(shù)置于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的中心。諸如蘋果、高通、Nvidia和叁星等晶片公司已經(jīng)為這種情形作好了充分準(zhǔn)備，并將繼續(xù)增強(qiáng)各自產(chǎn)品的功能。包括ARM和Imagination等IP供應(yīng)商也會廣泛受益。代工廠將善加利用這個(gè)趨勢，并受益于電晶體設(shè)計(jì)重心從以CPU為主到以GPU為中心的轉(zhuǎn)變。英特爾將繼續(xù)在行動市場競爭中面臨日益強(qiáng)大的壓力，英特爾的產(chǎn)品組合也將反應(yīng)出持續(xù)整合更多晶片功能的發(fā)展趨勢。更重要的是，英特爾將被迫在ultrabook和PC市場中與SoC技術(shù)展開競爭，除了技術(shù)以外，英特爾也將被迫在業(yè)務(wù)模式上作出必要的改變。

如果這些趨勢繼續(xù)進(jìn)展，SoC晶片將能取代高階筆記型電腦中的獨(dú)立CPU晶片。在今后幾年內(nèi)，隨著吸引更多業(yè)界青睞并發(fā)揮SoC的所有爆發(fā)式潛能，獨(dú)立CPU和SoC之間的界限也將變得模煳。