Wat kost een smartphone nu echt?

Wat kost een smartphone nu echt?

Gepubliceerd: dinsdag, 11 april 2017
Door: Eildert van Dijken

Share |

Binnenkort ligt de Galaxy S8, het nieuwe topmodel van Samsung, in de winkel. In de wereld van de chipfabrikanten (de belangrijkste leverancier voor moderne smartphones) is er op dit moment veel aan de hand. In dit artikel geeft Eildert van Dijken, principal consultant bij het onafhankelijke adviesbureau voor innovatie in communicatietechnologie Strict, een overzicht van wat er speelt en wat een moderne smartphone werkelijk kost.

Smartphones zijn hoogtechnologische apparaten, waarbij innovatie zeer belangrijk is. De grote merken doen er veel aan om de laatste stand van de techniek te gebruiken in een continue race. Alles draait om marktaandeel en de gunst van de consument. Apple, Samsung en Huawei zijn steeds verwikkeld in een grote race. Tijdens het Mobile World Congress komt de Huawei P10. Samsung heeft wat meer tijd nodig (waarschijnlijk door de problemen met de Note 7) maar komt voor de zomer met hun nieuwe topmodel, de Galaxy S8. De nieuwe Apple (7S?) wordt traditioneel weer in september verwacht.

Om de nieuwe toestellen aantrekkelijk te maken, moeten er snellere processoren komen, mooiere schermen en betere camera’s. In dit artikel zullen we vooral de ontwikkelingen van de processor en 4G-chips bekijken.

De keten bestaat vooral uit fabrikanten die chipmachines maken, bedrijven die chipontwerpen maken, fabrieken waar grote aantallen chips worden gefabriceerd (op wafers) en tot slot de smartphones waar de chips worden gebruikt. We hebben niet de pretentie een volledig beeld te geven, daarvoor is een artikel te kort.

Chipmachines
De grootste fabrikant van chipmachines is het Nederlandse ASML. Dit bedrijf maakt de machines waarmee de grote silicium schijven (wafers, zie foto) worden bewerkt. Door een combinatie van meerdere keren belichten en etsen kunnen ingewikkelde structuren worden gemaakt. Chips moeten steeds krachtiger en energiezuiniger worden; daarom wordt de architectuur van de chips op basis van steeds kleinere details gemaakt. De Apple A10 heeft bijvoorbeeld 3,3 miljard componenten en is gebouwd op een architectuur van 16 nm. Op dit moment is 10 nm de hoogst haalbare norm in productie. De vergelijking die vaak wordt gemaakt: een gemiddelde menselijke haar is ongeveer 70,000 nm. Om zulke extreem kleine banen te maken is apparatuur nodig met extreme nauwkeurigheid. Daarnaast moet het proces ook heel snel worden uitgevoerd om rendabel chips te produceren. De 300mm wafers in 10 nm architectuur kunnen op dit moment met een snelheid van ongeveer 1000 stuks per dag gemaakt worden met moderne ASML-machines. Het volgende doel is chips op basis van 7 nm architectuur. De wet van Moore uit de jaren ’60 van de vorige eeuw (bekend geworden als verdubbeling van processorcapaciteit van een chip elke 18 maanden) lijkt nog steeds te worden gevolgd. Er bestaat wel twijfel of het in de toekomst ook nog zal blijven, maar Intel gaf eind 2015 aan dat door de komst van 7 nm en 5 nm machines de wet van Moore nog zeker 10 jaar geldig zal zijn. De grootste concurrenten van ASML zijn Canon en Nikon. Deze bedrijven hebben andere manieren gevonden om nauwkeurige belichting te realiseren.

Chipontwerpers
Qualcomm is een grote ontwikkelaar van mobiele chips. Het bedrijf produceert zelf maar weinig, maar verdient geld door de verkoop van licenties op zijn ontwerpen. Apple maakt zelf de ontwerpen van zijn processorchip (nu de A10 in de iPhone 7) en laat deze chip door TSMC uit Taiwan produceren. Apple verkoopt dit ontwerp niet, maar houdt dit bewust exclusief voor zijn eigen producten.

Vorig jaar was de Qualcomm Snapdragon 820 een belangrijk product voor de mobiele wereld. Dit jaar is de Snapdragon 835 de chip die iedereen wil hebben. Helaas kunnen HTC en LG hun nieuwe modellen dit jaar niet baseren op deze laatste Qualcomm chip. En het is deze chip die voor de centrale processor en radioverbinding zorgt. Zowel de 4G-datasnelheid als de snelheid in applicaties wordt dus door deze chip bepaald. Van de totale kosten van een smartphone gaat ongeveer 25 procent naar de processor en 4G-verbinding. Na het scherm het duurste component.

Chipfabrikanten
Het maken van chips bestaat uit veel verschillende stappen. Na het maken van de wafers met enkele honderden chips op elke 300mm schijf, worden de chips verder verwerkt. Na uitzagen en voorzien van een behuizing en (heel veel) pootjes, kunnen de chips worden verwerkt in de nieuwste smartphones.

Grote chipmakers zoals Intel en Samsung maken veel gebruik van ASML-machines. Ook fabrikant TSMC heeft machines van ASML. Globalfoundries , een andere grote producent, heeft onder andere Nikon machines. De investeringen in de fabriek (met veel cleanrooms), de chipmachines en alle systemen er omheen zijn enorm hoog. Productielijnen moeten daarom continu draaien om rendabel te zijn.

Chipmachines, chipontwerpers en chipfabrikanten zijn op een bijzondere wijze met elkaar verbonden. Zij vechten vaak om de gunsten van de smartphonemakers. In het geval van Apple en Samsung zijn deze ook vaak hun eigen toeleverancier, elkaars toeleverancier en tegelijk grootste concurrent. Er zijn veel chipfabrikanten en smartphonemerken, een eenvoudige weergave is hieronder te vinden.




De totale markt van chipfabricage is big business, ongeveer 400 miljard dollar per jaar. Het blijft nog elk jaar groeien. De belangen rondom technische ontwikkelingen, licentiekosten en klanten zijn daarom enorm groot. Voor de nieuwe Samsung S8 heeft Samsung de volledige productie van Snapdragon 835 processoren gereserveerd. De productie vindt daarbij vooral in hun eigen fabrieken plaats. Andere fabrikanten mogen dit ontwerp voorlopig niet maken, waardoor HTC en LG (maar ook Huawei) nog geen modellen kunnen uitbrengen met deze krachtige processor.

Qualcomm onder vuur
Qualcomm is de afgelopen jaren regelmatig aangevallen op zijn leidende positie en licentievoorwaarden. Met de Chinese overheid en de Koreaanse overheid heeft het bedrijf kostbare schikkingen moeten treffen. Daarnaast is de Amerikaanse overheid en de Europese Commissie in de afgelopen maanden begonnen met een onderzoek. Daarbovenop heeft ook Apple een rechtszaak aangespannen tegen Qualcomm vanwege vermeend misbruik van zijn monopoly. Het gaat jaarlijks om enorme aantallen chips en zeer veel geld, waardoor de belangen groot zijn. Alle partijen in de keten worden door elkaar onder druk gezet, ieder vecht om winsten op peil te houden. Dat de nieuwste Qualcomm chips exclusief voor Samsung zijn, zorgt waarschijnlijk voor de grote bewegingen in de markt.

Vergelijking iPhone 7 en Samsung S7
We zullen nu kijken hoe een smartphone is opgebouwd en wat de verschillen zijn tussen Apple en Samsung.

Een overzicht van de kosten van een iPhone 7 is ook behoorlijk interessant, zeker in vergelijking met de Samsung S7 (zie tabel).



In de tabel is te zien dat de processorchip een belangrijke component is. De Snapdragon is zowel centrale processor als radiochip. Voor de Amerikaanse markt wordt door Samsung deze chip gebruikt, voor de andere markten gebruikt men de eigen Exynos chip. Apple heeft zijn eigen ontwerp voor de processor (de A10) en laat deze door Chipfabriek TSMC maken. Naast de processor heeft Apple nog een aparte radiochip, waardoor de vergelijking met Samsung niet helemaal goed te maken is. De 4G-radiochip bij Apple’s iPhone komt, afhankelijk van het werelddeel, van Qualcomm (X12) of van Intel. Intel wil een grotere rol spelen in allerlei draadloze chips en is daarom blij om leverancier van Apple te zijn. Hogere modulatie (256 QAM), 4x4 MIMO en Ultra HD Voice zijn mogelijk met de Qualcomm chips, maar niet met de Intel 4G-radiochips. De performance van de chips is niet helemaal hetzelfde, de specificaties en de prestaties van de Qualcomm chips in de Apple 7 zijn beter dan de Intel chips. Om geen verschil te creëren, heeft Apple bepaalde features van de Qualcomm chips uitgezet.

Samsung heeft naast de Qualcomm Snapdragon ook zijn eigen Exynos chipsets. Ook Huawei heeft een eigen chipset (de HiSilicon Kirin serie). Samsung en Apple kiezen voor belangrijke chips voor twee fabrikanten, waarmee het risico in de productie wordt gespreid. Apple heeft in het laatste kwartaal van 2016 totaal 78 miljoen iPhones geleverd, een enorm aantal. Verstoringen in de productie kunnen daardoor zeer kostbaar worden. Overigens is de logisitieke keten voor smartphones bijzonder complex. Apple had voor de iPhone 6 bijvoorbeeld meer dan 700 verschillende leveranciers van over de hele wereld.

Behalve kosten voor het maken van de toestellen, zijn er ook kosten voor design en ontwikkeling van de toestellen. Ook maakt men kosten voor het operating systeem (OS) en special apps. Voor garantie en marketing worden ook kosten gemaakt. Daarnaast hebben winkels een marge nodig. En er moet ook nog winst worden gemaakt. Samsung heeft al enkele jaren een enorm marketingbudget voor zijn smartphones, wat drukt op hun winstcijfers. Huawei speelt in deze markt als challenger ook een steeds grotere rol en hebben met de P10 nu kans om de markt naar hun hand te zetten. De meeste smartphonefabrikanten maken maar weinig winst; alleen Apple verdient met de iPhone veel geld. Alles draait om de gunst van de consument, de aantallen die kunnen worden verkocht en daarmee de winstgevendheid.


Plaats een reactie

Naam *
E-mailadres *
Reactie *
Vraag een nieuwe afbeelding aan.
Vul hierboven de tekens in die op het plaatje hiernaast te zien zijn *
Schrijf mij in de voor de Telecomjournaal nieuwsbrief.
Ik heb de voorwaarden gelezen en verklaar hiermee akkoord te gaan.
Velden gemarkeerd met een * zijn verplichte velden.



Divide Internetoplossingen