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從芯片量產(chǎn)流程看iPhone 6S芯片門事件

作者: 時(shí)間:2015-10-16 來(lái)源:CTIMES 收藏

  晶片門事件延燒至今,似乎并沒(méi)有要落幕的意思,網(wǎng)路上諸多科技網(wǎng)站的相關(guān)評(píng)測(cè)也不斷冒出來(lái),甚至更燒出了臺(tái)灣與韓國(guó)之間的國(guó)仇家恨。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/281371.htm

  但這次事件本身,或許可以從晶片量產(chǎn)流程來(lái)思考一番。

  在正式討論之前,我們先將處理器定義為系統(tǒng)單晶片,它內(nèi)建了CPU(處理器核心)、GPU(繪圖處理器核心)、2GB的LPDDR4,以及協(xié)同處理器M9。

  基于這樣的定義下,搭載臺(tái)積電與三星的先進(jìn)制程的,其實(shí)只有CPU與GPU而已,從目前網(wǎng)路所公開的資訊來(lái)看,處理器所采用的封裝技術(shù),應(yīng)該是POP(Package on Package),這也是過(guò)去處理器所貫用的技術(shù),就A9處理器的生產(chǎn)流程來(lái)看,臺(tái)積電與三星各自采用16與14nm FinFET制程,量產(chǎn)出CPU與GPU的整合裸晶后,再與LPDDR4整合在同一封裝中,之后再用一次封裝技術(shù)與M9協(xié)同處理器,整合在第二次的封裝內(nèi)。

  所以,如果臺(tái)積電版本的A9處理器真如外界所說(shuō)一樣的優(yōu)異,那么由海力士所提供的LPDDR4,或許也要沾上一點(diǎn)功勞才是,整顆處理器要運(yùn)作,記憶體也是要用到電的。畢竟,截至目前為止,所有網(wǎng)路上所提供的A9處理器的測(cè)試數(shù)據(jù),全包含了LPDDR4與M9協(xié)同處理器在內(nèi)。

  那么,14與16nm FinFET在制程上的差異,究竟有多大?這個(gè)答案恐怕只有的處理器設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)才會(huì)清楚。如果對(duì)晶片的設(shè)計(jì)流程有概略了解的業(yè)界人士就會(huì)知道,事實(shí)上,將處理器導(dǎo)入先進(jìn)制程的設(shè)計(jì)至量產(chǎn)的周期,約莫為一年半至兩年的時(shí)間,就EDA、IP供應(yīng)商、晶片設(shè)計(jì)乃至于晶圓代工業(yè)者,必須共同合作,才能將一顆系統(tǒng)單晶片導(dǎo)入量產(chǎn)流程,其中最在意的,莫過(guò)于PPA(性能、功耗與面積)的整體最佳化的表現(xiàn)。因?yàn)椴徽撌蔷A代工或是EDA業(yè)者,都有能力讓蘋果知道,在A9處理器在Type Out之前,其裸晶的操作時(shí)脈、電壓與電流之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系變化為何,就蘋果的立場(chǎng),為了能讓整支智慧型手機(jī)的運(yùn)作更能順暢無(wú)虞,就一定會(huì)調(diào)整到最佳化的狀態(tài),才會(huì)投入量產(chǎn)。

  在12寸晶圓尚未切割之前,至少可以確定的是,14nm FinFET所可以切割出來(lái)的數(shù)量絕對(duì)高于16nm FinFET,但在良率或是功耗方面的表現(xiàn)如何,在沒(méi)有任何公開資訊發(fā)布之前,我們也只能推測(cè),因?yàn)殡娋w密度相對(duì)較高,泄漏電流不易控制的情況下,三星在功耗上的確有可能略遜于臺(tái)積電一籌。至于在良率方面,倘若三星與臺(tái)積電不相上下,那么就晶圓切割的經(jīng)濟(jì)效益而言,三星在這方面就能小贏臺(tái)積電,更遑論在單一裸晶上的尺寸也贏過(guò)臺(tái)積電。

  然而,封裝是否也會(huì)影響處理器的表現(xiàn)呢?據(jù)筆者私下訪問(wèn)一線EDA業(yè)者得知,理論上,封裝并不會(huì)影響整顆處理器的表現(xiàn)。但EDA業(yè)者也談到,即便是采用相同制程的單一裸晶,裸晶與裸晶之間,多少還是會(huì)有Variatio(變異)存在,更別說(shuō)記憶體本身也會(huì)有相同的情形,在加以整合后,說(shuō)沒(méi)有影響整顆處理器的表現(xiàn),是不可能的。所以,這或許可以呼應(yīng)到蘋果的公開聲明中,所提到的2-3%的差距,雖然,蘋果僅指出這是續(xù)航力上的差別而已,卻沒(méi)有指出哪種制程勝出,畢竟這與PPA有直接的關(guān)系,或許蘋果本身也不愿意破壞與兩大晶圓代工業(yè)者的關(guān)系,故采取了這樣的處理方式。

  總結(jié)來(lái)看,光是裸晶本身就有可能產(chǎn)生差距的情況下,采用了不同來(lái)源的LPDDR4、快閃記憶體同樣也有不同的供應(yīng)商所供應(yīng),一直到整合為智慧型手機(jī)后,但在每一個(gè)環(huán)結(jié)所累積的誤差不斷增加之下,即便在評(píng)測(cè)上如何將影響因素減到最少,,所產(chǎn)生出來(lái)的結(jié)果,或許有其參考價(jià)值,但真正能參考的比重又有多少,也許這是需要思考的課題之一。換個(gè)角度來(lái)看,在面對(duì)眾多不同供應(yīng)商的情況下,蘋果若還能將整體系統(tǒng)表現(xiàn)控制在理想范圍內(nèi),這應(yīng)該也是蘋果值得可以被稱贊的地方之一。

  更別說(shuō),對(duì)手機(jī)業(yè)者而言,備有Second Source,甚至是有供應(yīng)商砍價(jià)來(lái)取得訂單的作法,倘若真是這樣,那么,出現(xiàn)三星與臺(tái)積電兩家供應(yīng)商,似乎也不足為奇。至于臺(tái)積電與三星的技術(shù)制程誰(shuí)能勝出,若從PPA的角度來(lái)看,恐怕也只有蘋果心里清楚了。



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