新款苹果 iPhone 6s 和 6s Plus,首度由两家厂商代工苹果自行设计的处理器 A9,也就是台积电和三星。此事台湾科技业、股民人尽皆知。直到著名的美国网站 iFixit 拆解两款苹果刚上市手机,发现台积电和三星制造的 A9 处理器,型号竟然不同,且可轻易辨识之后,全球才引发一股实测“台积货”与“三星货”效能差异的热潮。
全球网友并惊讶的发现,依播放影片、跑测试软件等不同方法,台积版处理器最高可比三星版省上近 30% 的电力。
之后在香港与其他国家掀起的拒买“三星货”声浪,逼着苹果出面回应。苹果发给美国著名科技网站 Techcrunch 的官方声明为:“部分实验室让处理器维持高负载状态,直到电力耗尽。这不符合真实生活的情境……我们的测试数据以及顾客资料(注:监测已售出的苹果手机)显示,采用所有不同零件 iPhone 6s 和 6s Plus 的真实电池寿命差异,差异仅在 2-3% 之间。”
但 Techcrunch 指出,苹果以所有消费者的平均使用情境来看省电效能并不尽合理。因为不间断的打手机游戏、看影片,可能正是某些科技重度使用者的“一般情境”,而那群人正是最在乎电池续航力的一群。
为什么台积电制程在高负载状态,能较对手大幅省电?
一名不愿具名的电机系教授表示,台积电针对最新的 16 奈米 FinFET 制程,曾发表 16 篇技术论文;但从中看不出能大幅省电的端倪。但这不令人意外,台积电实际量产制程的性能,原本就常较公开资料要佳,“他本来就会留一手。”
他依学理分析,过去业界的努力方向,是致力于减少待机时的电力流失。但这回看来,台积电全新制程的强项是在高负载,能以更少的耗电量让晶体管运作,“这就非常厉害”。
然而,不少人质疑,三星是 14 奈米制程,较台积电的 16 奈米制程为小。理论上,不是半导体制程更微小更省电吗?
其实,这牵扯到台积电、三星两强之争,一段暗潮汹涌的角力过程。
一名台积电前高阶主管,曾向《天下杂志》透露,台积电用于苹果的 16 奈米 FinFET 制程,原本打算称为 20 奈米 FinFET。因为该制程的晶体管最小线宽(half-pitch)与量产的前一代 20 奈米 CMOS 制程差不多,只是换上革命性的超省电 FinFET 晶体管。
但客户反应,你这个制程跟三星几乎一样,但三星叫 14 奈米,你叫 20 奈米。拿到市场卖,采用台积电制程的产品,很容易被认为落后三星一个世代而吃闷亏。
台积电从善如流,不久后改名,但只敢叫 16 奈米。“我们至少有点良心,不敢(像三星)那样随便叫,”这位台积电前高层苦笑说。
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,晶体管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。
台积电过去也行礼如仪,90 奈米、65 奈米、45 奈米的依续下去。
但在到了理应 2010 年上路的 32 奈米。当时刚回锅担任首席执行官的张忠谋突出奇招,跳过 32 奈米,推出晶体管面积小了 20% 的 28 奈米技术世代,效能、成本远胜对手的 32 奈米产品。
三星、IBM、格罗方德阵营措手不及而步调大乱,28 奈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、战略著称的张忠谋,较不让一般人熟悉的战术面。
有此先例,这回三星“跳过”20 奈米,直攻 14 奈米 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 4 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 在最新一篇报告表示,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 iPhone 7 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”。
一名与台积电关系密切的相关业者也指出,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 8,500 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,预计明年第 2 季将开始量产,迎接 A10 订单。
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