三星飆淚 為何台積電獨攬iPhone 7大單?

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隨著蘋果9月份的新品發布會越來越近,又趕上今年是iPhone更換設計風格的產品疊代,這樣網友對其的關注度越來越高。但不知是樹大招風還是蘋果內部保密工作逐年放鬆,iPhone7/iPhone7 Plus的諜照被頻繁的曝光,依舊是全金屬機身,白帶處理雖然有所收斂卻還是存在,雖然iPhone7 Plus或許會採用雙攝像頭設計,但在如今國產旗艦手機雙攝橫行的今天,顯然不能給消費者帶來更多購買慾。因此,今年的iPhone7在外觀設計方面給筆者留下太多期待,但是關於處理器晶片的選擇卻讓人值得深思。

前段時間台灣媒體報導,台積電官方已經證實,自己拿到了蘋果下一代處理器晶片的全部訂單,並且將採用全新的16nm製程工藝,相比前代來說成本更低、性能更強、功耗更小。

這裡有兩個問題需要討論:

1、為什麼蘋果取消了雙晶片方案?

2、為什麼在iPhone7晶片代工上,蘋果選了台積電?

我們先討論一下第一個問題。去年iPhone6s和iPhone6s Plus的晶片均採用台積電和三星兩家代工廠。眾所周知,處理器晶片對於一部手機的性能和功耗起著決定性的作用,按照常識來說,更好的製程工藝以及領先的設備勢必會帶來更好的處理器晶片。而上次三星與台積電的同台競技則打破了人們心中的思維定式。

蘋果A9處理器擁有兩個版本

三星代工版的A9晶片採用14nm FitFET工藝。一般來說,相比於台積電的16nm FitFET工藝會有更快速的計算速度以及更低的功耗。蘋果官方也聲稱雖然這次使用了雙處理器晶片的解決方案,,但兩者的綜合表現均達到了蘋果的預期,並且性能和功耗的差距僅在2%到3%之間,不會在現實使用中造成明顯差異化。不過無論是外媒還是國內媒體均作了對比測試,結果表明,三星代工版的A9相比於台積電版來說,存在明顯的發熱現象,雖然性能相差不大,但是續航能力要落後後者一大截。

晶片的代工廠不同,導致同一款手機在發熱和續航方面出現了不同的表現。買到台積電版本的消費者自然不會說什麼,而買到三星版的消費者便會出現明顯不滿,其中台灣、香港等地區甚至出現了消費者集體要求退貨的現象。這是蘋果繼信號門,掰彎門之後出現的又一大問題,對於品牌形象的樹立造成了惡劣的負面形象。這裡大家一定想問,為什麼三星14nm製程工藝會不如台積電16nm呢?

台積電版對比三星版續航測試(圖片來源於網絡)

由於這並不本文主要想要闡述的問題,因此筆者僅簡單解釋一下。其實14nm雖然看上去要比16nm更加先進,其實這兩者屬於同時代工藝,內部解決方案不 同導致兩者在性能和續航方面出現差異化。此外需要提及的是,三星在20nm工藝之前是一直落後於台積電的,不過在Exynos 7420這款晶片上,三星直接跳躍性能的採用了14nm工藝,一度被外界認為超越了台積電的16nm工藝。實則在技術積累和良品率方面三星與台積電還是存在一定差距的。

說道這裡相信大家心裡已經有所了解了,同一款產品選擇兩家晶片代工廠會導致手機性能、續航出現差異化。花費同樣的價錢買到到綜合表現相對較差的產品,消 費者的心理難免會存在落差。理論上表現相近的產品,在大規模量產,達到消費者手中後出現如此明顯的偏差,這是蘋果事先沒有料想到的,在後面的產品上也是不 想看到的。所以這會是蘋果在iPhone 7取消雙處理器方案的一大因素。

下面我們探討一下上面提到的第二個問題。

雖然三星在A9晶片的代工上與台積電相比,處於劣勢。但三星仍是半導體界的一線代工廠商,與高通、MTK這兩家主流手機晶片廠商保持緊密的合作關係。在 技術和生產能力方面也具有雄厚的實力。因此,在下一代蘋果A10晶片之戰當中,蘋果理應不會由於去年「晶片門」事件而直接放棄三星。那麼台積電又是如何獲 得蘋果的青睞,獨攬A10晶片大單的呢?

根據筆者查閱資料得知,台積電近十年是成立22年以來發展速度最快的階段。十年前台積電的市值為1.5萬億元台幣,相比於那時的半導體界大佬英特爾的 4.7萬億元來說根本望其項背,但是截止到2016年5月13日,台積電股價已經為145元台幣,市值已經超越3.73萬億元台幣,與英特爾目前4.59 萬億元台幣的差距大幅縮小,甚至在幾年三月底時,台積電市值還一度增長到4.18萬億元台幣。這短短十年的快速發展,甚至讓台積電即將登上半導體界的龍頭寶座。

台積電大廈夜晚燈火通明

之所以台積電能夠有如此快速的發展,這與公司兩年前提出的「夜鷹計劃」有著密不可分的關係。「夜鷹部隊」意在以24小時不間斷的搞研發加速,加速 10nm製程技術研發,並且完善鞏固16nm技術。值得一提的是,雖然台積電董事長規定員工每周不能工作超過50小時,但是研發工作需要夜以繼日,而且不 同的工程師有著不同的研發思路,並運用不同的邏輯來執行實驗,所以很難進行晝夜工作的交接。因此台積電的工程師不僅擁有過人的知識儲備,還具備長期耕耘, 鍥而不捨的探索精神。

聚焦到關於A10晶片的研髮結果來看,台積電的整合扇出晶圓級封裝(InFOWLP)技術成為了它擊敗三星的關鍵。簡單來說,這種封裝技術可以實現在單晶片的封裝中做到更高的集成度,並擁有更好的電氣屬性。從而能降低封裝成本,並且計算速度更快,產生的功耗也更小。更為關鍵的是,InFOWLP技術能夠提供更好的散熱性能,並整合進了RF射頻元件,使網絡基帶性能更加出色。這與蘋果正在開發自己的射頻元件不謀而合,可謂讓蘋果如虎添翼。

InFOWLP技術示意圖

反觀三星來看,自己並沒有跟進此項技術,即使按照蘋果的需求加快研髮腳步,但其提供的解決方案也勢必與台積電不同,性能差異化和良品率仍會留下隱患,顯然蘋果不願意再為三星冒一次險了。

綜合來說,三星之所以失去了A10晶片的訂單,主要還是因為台積電更加了解蘋果的想法,針對客戶需求,夜以繼日的研發更好的產品。此外,蘋果為了保險起 見也沒有為了擴大產能而再次啟用雙晶片方案,以免造成消費者的再次不滿。但換句話說,三星雖然失去了A10晶片的訂單,但也因此能將更多的精力安放在 10nm甚至7nm製程工藝的研發上。因此,明年蘋果的A11晶片才是台積電和三星最能秀技的戰場。


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