比三星更优秀,传台积电独家供应iPhone 7 的处理器芯片
2016-02-11 20:24

比三星更优秀,传台积电独家供应iPhone 7 的处理器芯片

凤凰科技讯,北京时间2月11日消息,据韩国《电子时报》报道称,台积电将为苹果下一代iPhone独家供应移动处理器。


台积电击败了最大的竞争对手三星电子,它将采用10纳米制程为苹果生产处理器。在iPhone 6S和6S Plus上,台积电和三星电子共同为苹果供应处理器。


iPhone 6S曾引发“芯片门”


在过去的12个月里,台积电在竞争中处于下风,因为三星采用了先进的14纳米制程。台积电准备夺回王冠,按照公司的预测,20纳米产品的需求将会迅速下降,因为公司准备向16纳米和FinFETs转移。2015年16纳米产品的比重为40%(大多来自苹果),台积电预计2016年会增长到70%。


但众所周知,由于iPhone 6S和6S Plus采用了两家处理器,所以被测评出,采用不同处理器的机器,有不一致的表现结果。被认为技术更先进的三星处理器,表现却不如台积电,甚至有测评显示续航有30%左右的差异,以至于之后酝酿成“芯片门”事件。虽然,随后苹果官方针对此事做出了说明,在苹果内部测试中,不同工艺A9芯片续航能力差距只有2%-3%,而不是外界所传的6%-22%。


按照知乎网友大黑旗的回答,其实按照技术先进程度来说,三星纳米制程的芯片当然更先进,已经超过S6采用的Exynos 7420 ,更别说骁龙810了。但是芯片的生产和制作工艺也有很大的关系,不同规制的芯片需要苹果对内设做出不同的调整,可能都是技术先进的14纳米制程没有展现出更好的表现的原因。


台积电独家供应iPhone7芯片A10,早有预测


其实早在去年12月2日,美国科技博客appleinsider刊文称台积电可能完全控制(full control)iPhone7芯片A10的生产。Appleinsider的依据是汇丰银行(HSBC)分析师史蒂夫·皮雷约(Steven Pelayo)和莱昂内尔·林(Lionel Lin)的一份投资报告。Appleinsider在报道中提到,“目前多个报道均暗示台积电可能成为A10处理器的独家供应商。”


如果说Appleinsider的文章标题中的“full control”有些不太好理解的话,独家制造商(exclusive manufacturer)就直截了当些。


HSBC的报告提到了两个原因:


  1. 苹果是台积电“整合型扇出型封装”(integratedfan-out,InFO)技术大规模量产后的首家客户。InFO技术允许芯片彼此间堆叠,并直接安装到电路板上、而非首先被安装到衬底上,因而可以减少设备的厚度和重量。传言称,苹果明年将发布iPhone7,而且倾向于做得更薄。

  2. 近年来苹果有意在疏远三星,三星作为全球领先的智能手机厂商,直接对苹果构成了威胁。


台积电的反攻战


如今更是有了新的理由,媒体称:“从2017年开始台积电将会采用10纳米制程生产芯片,到2018年7纳米产品也将量产,2020年将进入到5纳米时代。”


根据知乎用户月神的回答,回顾半导体制程历史,过去的技术世代都谨守摩尔定律──一年半到两年之间,电晶体最小尺度的线宽缩小0.7倍(面积缩小0.49倍,差不多是二分之一)。由国际组织─国际半导体技术蓝图联盟(ITRS)统筹,带领业界齐步走。


为半导体产业把脉,张忠谋提出3个发展方向,首先摩尔定律下包括射频、输入输出控制等不需要高阶制程的产品可以放在同一封装上,另外发展高阶技术的产品,能将相同制程的不同产品一起封装的先进封装技术,让一颗芯片能整合更多功能,更可以节省空间。


台积电过去也行礼如仪,90纳米、65纳米、45纳米的依续下去。但在到了理应2010年上路的32纳米。当时刚回锅担任执行长的张忠谋突出奇招,跳过32纳米,推出电晶体面积小了20%的28纳米技术世代,效能、成本远胜对手的32纳米产品。三星、IBM、格罗方德阵营措手不及而步调大乱,28纳米因此成为台积电史上最赚钱、称霸时间最长的一个世代。这是向来以深思、战略着称的张忠谋,较不让一般人熟悉的战术面。


有此先例,这回三星“跳过”20纳米,直攻14纳米FinFET,也只能算是“以彼之道,还施彼身”的一次成功反击。然而,2016年的A10未来一役,三星却可能全盘皆输。


张忠谋四年前宣布台积电要跨入封装领域,当时震惊业界。但现在证明成果丰硕,台积电最先进的整合扇出型(InFO)晶圆级封装,可望首度应用在A10处理器。花旗证券分析师Roland Shu在一篇报告表示,InFO业务应该短期内很难赚钱,但却可以让台积电建立与对手三星的差异化。如果明年推出的苹果iPhone7的A10处理器采用InFO技术,基于InFO技术为台积电独家拥有,“台积电极有可能拿下压倒性比例的A10订单。”


一位与台积电关系密切的相关业者也曾指出,台积电已确定靠着InFO技术,击败三星,拿下全部A10订单。去年,台积电以8500万美元向高通买下的龙潭厂,即规划为InFO专用厂。目前已快马加鞭的装机、测试,预计2016年第2季将开始量产,迎接A10订单。


但是有着之前16纳米优秀过14纳米芯片的例子,我们对10纳米的规制似乎需要持谨慎的保留态度,技术、生产线是否已经成熟?对手机适用的调试是否足够到位、使用稳定?这些都值得在iPhone7身上去验证。


摩尔定律的发展,也将迎来瓶颈


但媒体称:“从2017年开始台积电将会采用10纳米制程生产芯片,到2018年7纳米产品也将量产,2020年将进入到5纳米时代。”但实际技术的发展并没有新闻里一句话说来那么简单。10纳米可能就是瓶颈。


台积电董事长张忠谋2014年在宣布物联网规划时说,摩尔定律分析,半导体经过数十年的发展就差不多“要死了”,就算还可以苟延残喘个5、6年。


霍金曾回答如何看待集成电路技术所面临的极限。虽然不是他的研究领域,但他总结了两点:光的有限速度和材料的原子特性。我觉得他是对的。我们已经接近原子极限,而且我们也利用了一切优势来促使速度提升,但是光速会最终限制性能。这些基本的问题目前看来依然没有很好的解决方案,而在接下来的几个世代中我们却将要直面它们。


为什么是10纳米,知乎用户薛矽在回答芯片发展的摩尔定律相关问题时,有着专业的回答,在这里简单表述,感兴趣可自行移步知乎

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  • “More Moore”做的是想办法沿着摩尔定律的道路继续往前推进。

  • “More than Moore”做的是发展在之前摩尔定律演进过程中所未开发的部分。

  • “Beyond CMOS”做的是发明在硅基CMOS遇到物理极限时所能倚重的新型器件。


“More Moore”延续CMOS的整体思路,在器件结构、沟道材料、连接导线、高介质金属栅、架构系统、制造工艺等等方面进行创新研发,沿着摩尔定律一路scaling(每两年左右,晶体管的数目翻倍)。“More Moore”的挑战在于:

  • 无法承受的能耗密度

  • 原子尺度的尺寸——物理限制

  • 制程、器件的不稳定性和偏差

  • 比例缩小并没有带来实质的性能提升(每次乘0.7或,后面得到的值之间的差越来越小)

  • 高昂的研发和制造成本


从图中也可以看到,10纳米已经趋近于“More Moore”的摩尔定律思路下物质的物理极限了。在新的材料发现之前,或许我们对于电子消费产品几年一换代的预期要被打破了,消费电子产品的方式或许也该变变了。届时,手机市场会靠什么去迎合用户喜新厌旧的使用习惯呢?


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