VLSI Korea穿戴式半導體 ① 智慧手錶大腦之戰 — Apple S10 vs Snapdragon W5+ Gen 2 vs Exynos W1000
Exynos W1000以3奈米GAA製程與最強CPU規格領先，Snapdragon W5+ Gen 2以衛星緊急訊息與低功耗異質架構取勝，Apple S10則靠垂直整合。一篇看懂三款旗艦智慧手錶SoC的分工與勝負。
這是「穿戴式半導體」系列的第1集。第0集〈穿戴式半導體 ⓪：Meta眼鏡與Oura戒指裡的半導體〉介紹了AR1、PSoC 6與MAX86178F等晶片，說明感測器、無線連線與運算如何在眼鏡與戒指中分工。本集把焦點放在智慧手錶：手腕上的那顆大腦，也就是應用處理器SoC。
30秒摘要
結論先行：2026年可用的三款旗艦智慧手錶SoC，沒有單一贏家，三強各有一套制勝邏輯。
- 製程與CPU規格：三星Exynos W1000領先。它率先採用三星晶圓代工（Samsung Foundry）3奈米GAA製程（SF3），是首款3奈米穿戴晶片，CPU為1顆Cortex-A78加上4顆Cortex-A55；單核心效能相對前代W930提升3.4倍（三星，2024年7月3日發佈）。
- 連線與低功耗架構：高通Snapdragon W5+ Gen 2領先。它加入了一顆22奈米製程的常開協處理器，把Wi-Fi、GNSS、音訊卸載到低功耗島；它也是首款支援NB-NTN衛星雙向緊急訊息的穿戴平台（透過Skylo網路）（高通，2025年8月20日發佈）。
- 整機整合：Apple S10領先。S10維持與S9同世代的台積電4奈米級製程，靠更薄的SiP封裝與軟硬體整合，實現裝置端Siri、Double Tap與睡眠呼吸中止通知（Apple，2024年9月發佈）。
一句話總結：比的不是誰的數字最大，而是三家公司如何分配智慧手錶裡最稀缺的資源——電池。下面逐一拆解。
背景：手腕上的運算為何越來越難做
智慧手錶是消費性電子中功耗預算最苛刻的裝置之一。電池容量通常只有300至600mAh，卻要同時驅動顯示器、連續心率與血氧感測、藍牙與LTE連線，還要撐過一整天以上、甚至數天。傳統手機SoC的設計邏輯在這裡失效：峰值效能固然重要，但使用者清醒使用手錶的時間不到全天的一成；一顆晶片90%以上的時間都在待機或輕載狀態，決定續航的不是最高時脈，而是漏電流有多低、電源閘控（power gating）做得多細、軟體能否讓大核心儘快睡回去。
這正是三家廠商分歧的起點。Apple選擇自己設計整顆SiP，把SoC、記憶體、電源管理與無線功能全部包進自家生態系，沒有客戶，只有自己。Qualcomm選擇做開放平台：把衛星、定位與低功耗音訊做成任何品牌都能採用的標準方案，用差異化功能說服客戶。Samsung則把自家最先進的3奈米GAA製程率先用在手錶上，並把FO-PLP、ePoP等封裝技術一起端出來——它不只是在賣晶片，更是在向市場證明三星晶圓代工的製程與封裝實力。理解這三條路線，就理解了穿戴式SoC競爭的全部邏輯。
技術深掘：三強核心規格拆解
| 項目 | Apple S10 | Snapdragon W5+ Gen 2 | Exynos W1000 |
|---|---|---|---|
| 製程 | 台積電4奈米級（與S9同世代） | 主SoC 4奈米；協處理器22奈米 | 三星晶圓代工3奈米GAA（SF3） |
| CPU | 雙核心，基於A16 Bionic節能核心「Sawtooth」 | 四核心Cortex-A53，最高1.7GHz | 1顆Cortex-A78（1.6GHz）＋4顆Cortex-A55（1.5GHz） |
| GPU | 整合式GPU | Adreno A702，最高1GHz | Mali-G68 MP2 |
| AI／NPU | 4核心Neural Engine | Hexagon V66K DSP；協處理器側Ethos-U55 NPU | 整合式AI加速（DSP／NPU） |
| 記憶體／儲存 | 64GB儲存空間 | LPDDR4 2133MHz，16位元 | LPDDR5 |
| 連線 | 藍牙、Wi-Fi、LTE（蜂巢式機型） | NB-NTN衛星雙向緊急訊息（Skylo）；Location ML 3.0，GPS精度提升最高50% | LTE Cat.4 |
| 封裝 | 更薄的SiP，支撐更纖薄的Series 10錶身 | SiP | FO-PLP、ePoP、整合PMIC的SiP |
| 首發產品 | Apple Watch Series 10（2024年9月）；其後用於Series 11、SE 3、Ultra 3（2025年） | Google Pixel Watch 4 | Galaxy Watch7與Galaxy Watch Ultra（2024年7月） |
Apple S10：整機最佳化的教科書
S10於2024年9月隨Apple Watch Series 10發佈（Apple官方），後續沿用至2025年的Series 11、Watch SE 3與Watch Ultra 3。它的CPU是基於A16 Bionic節能核心「Sawtooth」的雙核心設計，採用與S9同世代的台積電4奈米級製程，內建4核心Neural Engine與64GB儲存空間。
S10真正的差異化不在製程數字，而在封裝與整合：更薄的SiP讓Series 10得以做得更纖薄。配合watchOS，S10實現了裝置端Siri——不需連網、直接在手錶上處理語音指令；Double Tap手勢操作——連續捏合兩次手指即可接聽或捲動；以及睡眠呼吸中止通知——這需要整夜連續處理加速度計與血氧數據，再交給Neural Engine分析，正是NPU與低功耗電源管理的綜合考驗。S10的策略很清楚：不追逐紙面規格，而是把每一毫瓦都花在使用者感知得到的功能上。
Snapdragon W5+ Gen 2：連線與低功耗的異質架構
高通於2025年8月20日發佈Snapdragon W5 Gen 2與W5+ Gen 2（高通新聞稿）。主SoC採用4奈米製程：四核心Cortex-A53（最高1.7GHz）、Adreno A702 GPU（最高1GHz）、16位元LPDDR4 2133MHz記憶體，搭配Hexagon V66K DSP。W5+版本額外加入一顆22奈米製程的常開協處理器：Cortex-M55（250MHz）搭配Ethos-U55 NPU，並為Wi-Fi、GNSS與音訊配置專屬的低功耗島（low-power island），讓主SoC在背景任務時可以完全斷電。
這顆晶片最大的新聞價值，是第一款支援NB-NTN衛星雙向緊急訊息的穿戴平台：透過Skylo的衛星網路，手錶能在沒有手機訊號的戶外發出並接收緊急文字訊息（高通，2025年8月20日）。此外，Location ML 3.0號稱可將GPS定位精度提升最高50%，對跑者與登山者是實質升級。首發產品為Google Pixel Watch 4。高通的路線非常清楚：它賣的不是跑分，而是能寫進發佈會投影片的差異化能力——衛星、定位、永不斷訊的低功耗背景連線。
Exynos W1000：3奈米GAA的製程宣言
三星於2024年7月3日發佈Exynos W1000（三星新聞稿），搭載於Galaxy Watch7與Galaxy Watch Ultra。它是全球首款3奈米穿戴晶片，採用三星晶圓代工3奈米GAA製程（SF3）。CPU為1顆Cortex-A78（1.6GHz）搭配4顆Cortex-A55（1.5GHz），GPU為Mali-G68 MP2，記憶體升級為LPDDR5。相較前代W930，三星宣稱單核心效能提升3.4倍、多核心效能提升3.7倍、應用程式啟動速度提升2.7倍。
封裝同樣是亮點：FO-PLP（扇出型面板級封裝）搭配ePoP，以及整合PMIC的SiP設計，把電源管理晶片直接做進封裝內，縮小體積並改善供電效率。連線方面支援LTE Cat.4，並內建2.5D常開顯示引擎，可在低功耗下維持錶面顯示。對三星而言，W1000的意義超越手錶本身：它是一次公開展示——證明3奈米GAA已經準備好進量產等級的消費產品，而手錶是驗證其良率與功耗的櫥窗。
Chase's Take：製程節點不是全部
從VLSI與MBA的雙重視角看，這場競賽最值得玩味的，不是「3奈米打敗4奈米」這種簡化敘事，而是三家公司用完全不同的商業邏輯，回答同一個物理問題：手腕上的每一毫瓦，究竟該花在哪裡。
第一，製程領先不等於續航領先。Exynos W1000的3奈米GAA確實是製程上的里程碑，但智慧手錶90%的時間處於待機，決定續航的是電源閘控的顆粒度、常開域設計，以及軟體能否讓大核心儘可能睡覺。製程給的是能效上限，架構與軟體決定能兌現多少。Galaxy Watch的續航天數從來不是靠製程數字，而是靠整個系統的調校。
第二，高通在賣「差異化能力」。衛星緊急訊息與精度提升最高50%的GPS，都是品牌廠能直接寫進廣告的賣點。對於無法自研晶片的手錶品牌來說，W5+ Gen 2的價值不在Cortex-A53的時脈，而在它能讓自家產品「看起來不一樣」。這是平台生意的本質：賣的是讓客戶贏的功能，而不是自己的跑分。
第三，蘋果在做「整隻錶的生意」。S10的紙面規格在三強中最不激進，但它是唯一把SoC、SiP封裝、作業系統與感測器演算法當成同一個產品來設計的玩家。睡眠呼吸中止通知這種功能，靠的不是更強的CPU，而是整夜穩定、低功耗的訊號處理鏈——這正是垂直整合最難被複製的地方。
對供應鏈的啟示也很直接：三星用穿戴晶片為3奈米GAA背書，是典型的先進製程行銷；高通把衛星連接下放到手錶，預告了非地面網路（NTN）將從旗艦手機擴散到所有穿戴裝置；蘋果則持續證明，在穿戴領域，垂直整合的護城河比製程數字更深。
啟示：穿戴式SoC的三條路線
- 製程路線（三星）：用最先進的製程節點與封裝技術（3奈米GAA、FO-PLP、ePoP）建立硬體代差，適合擁有晶圓廠資源、需要同時展示代工實力的玩家。
- 平台路線（高通）：用異質架構與獨家連線功能（衛星、精準定位、低功耗島）服務開放生態系，適合無法自研晶片、需要快速差異化的品牌。
- 整合路線（蘋果）：用SiP、作業系統與演算法的垂直整合，把每一毫瓦轉化為使用者可感知的功能，適合封閉且高度控制的生態系。
下一集，我們將從手錶的心跳開始：讀取心跳的類比前端（AFE）——PPG與ECG訊號鏈、LED驅動器設計，以及ADI、TI與ams-Osram的方案對決。
常見問題
哪一顆晶片的製程最先進？
三星Exynos W1000。它採用三星晶圓代工3奈米GAA製程（SF3），是截至2026年10月公開資料中，唯一採用3奈米製程的量產智慧手錶SoC；Apple S10與Snapdragon W5+ Gen 2的主SoC均為4奈米級製程。
哪一個平台支援衛星連接？
Snapdragon W5+ Gen 2。它是首款支援NB-NTN衛星雙向緊急訊息的穿戴平台，透過Skylo網路在無行動訊號時收發緊急訊息（高通，2025年8月20日發佈）。Apple S10與Exynos W1000目前均未提供衛星連接。
Apple S10的效能比較弱嗎？
紙面規格上S10確實不如Exynos W1000激進，但Apple的策略是整機最佳化：雙核心Sawtooth CPU、4核心Neural Engine與更薄的SiP封裝，配合watchOS實現裝置端Siri、Double Tap與睡眠呼吸中止通知。對使用者而言，可感知的功能完整度，比跑分更重要。
影響智慧手錶續航的關鍵是什麼？
不是單一的製程數字，而是電源閘控、常開域設計與軟體調度的綜合結果。W5+ Gen 2的22奈米常開協處理器與低功耗島、Exynos W1000的整合PMIC SiP、S10的整夜低功耗訊號處理鏈，都是為了讓大核心在90%的待機時間裡徹底睡覺。
免責聲明：本文依據各廠商截至2026年10月公開之資料整理，部分效能數據為廠商宣稱值，實際體驗可能因軟體調校與使用情境而異。
📚 本系列第0集：穿戴式半導體 ⓪：Meta眼鏡與Oura戒指裡的半導體
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