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台积电为苹果造芯秘史:隐忍三年月替三星_苹果_积电

雨夜梧桐 2024-12-09 13:42:54 0

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文 | 董温淑

十年前,从2010年的iPhone 4开始,苹果逐步在产品中搭载自己研制的芯片
十年之后的2020,从iPhone、iPad到Apple Watch、AirPods,无不是内藏一颗“苹果芯”。
面对越来越弘大的苹果自研芯帝国,今年早些时候,业界开始聚焦在那唯一的缺口——Mac芯片上。

台积电为苹果造芯秘史:隐忍三年月替三星_苹果_积电 智能

关于苹果将自研Mac芯片的已经沸沸扬扬,终于在今年6月23日举办的WWDC 20大会上尘埃落定,由苹果CEO提姆·库克向全天下官宣。
库克本人称这是“Mac提高的一大步”。

“苹果硅(Apple Silicon)”操持已经摘开面纱,但还有许多谜团待解。

苹果自研Mac芯官宣后不久,就有称台积电将承担为“苹果硅”操持代工的关键角色,也是苹果为“苹果硅”操持选择的唯一一家芯片代工厂商。

而且有细节称,面对苹果的绝对信赖,台积电派出300人的团队助力“苹果硅”操持研发,力求独家代工不掉链子。

这已不是苹果第一次把核心芯片代工的全部筹码押在台积电身上。

我们追溯到10年前,苹果和台积电就开始打仗并磋商芯片研发和代工互助,乃至在三星还为苹果代工A系列芯片时,台积电就已经作为“备胎”秘密地与苹果进行联合研发和技能攻关。
二者的互助远比我们想象的要深远和有故事。

从2016年搭载于iPhone 7的A10 Fusion芯片起,苹果每颗A系列芯片的订单被台积电全数吃下。
在这之前,他们是怎么走到一起的?

本日,智东西来深扒苹果和台积电10年联手造芯背后的故事。

一、台积电投300人研发,助力苹果自研Mac芯“首秀”

在WWDC 20大会上,苹果宣告了Mac芯片“苹果硅”操持,估量将用两年韶光完成从英特尔芯片到Arm架构自研芯片的转变。
从打造班底和芯片性能等方面来说,“苹果硅”操持都可以说是豪华。

在WWDC 20大会举办前几个小时,人士@手机晶片达人爆料称,为了帮助“苹果硅”操持顺利落地,台积电年夜方拿出300人团队,专攻“苹果硅”操持的研发、设计、前辈工艺和封装。

@手机晶片达人此前爆料的许多供应链都得到验证。
比如,2019年其爆料称华为将自研PA(功率放大器)芯片订单下给海内射频芯片厂商三安光电。
2020年,三安光电就涌如今了华为P40的核心供应商名单中。
因此,这次其爆料的台积电300人研发团队可信度也很高。

这个神秘的300人团队无疑是苹果和台积电互助“苹果硅”操持的关键。

台积电作为芯片代工领域的龙头企业,其300人的研发团队阵容不论从数量还是质量上,都称得上豪华。
要知道,当初“中国半导体之父”张汝京建立起中芯国际,也不过用了300人的工程师班底。
近期,中芯国际历经19天成功过会,创下了科创板最快过会记录。

实在,早在10年前苹果和台积电刚刚打仗、评论辩论互助可能性的时候,台积电就曾拿出一个100人的“One Team”进行技能攻关。
@手机晶片达人的爆料解释,至今苹果和台积电或仍在沿用这一办法。

6月23日WWDC 20大会结束后,@手机晶片达人又发布微博,称其估量5nm Apple Sillicon ARM CPU A14X本钱约为75美金旁边。
比较之下,基于X86架构的10nm 4核酷睿i7处理器售价在300~400美元旁边。

在本钱更低的条件下,“苹果硅”操持产出的芯片性能若何?搭载苹果自研芯片的Mac估量明年才会落地,但是各方媒体、人士已经开始从各个角度挖掘干系信息。

比如,曾准确预报微软Xbox发布会韶光的科技博主Paul Thurrott发博称,利用基于“苹果硅”的过渡工具的开拓者透露了“苹果硅”的早期基准得分。
得分显示,搭载“苹果硅”芯片的过渡工具性能达到乃至超过了基于Microsoft SQ-1芯片的微软Surface Pro X。

通过运行跨平台处理基准测试程序Geekbench,苹果开拓者过渡工具(the Apple Developer Transition Kit)均匀单核得分为811,均匀多核得分为2871。
比较之下,微软的Surface Pro X均匀单核得分为764,均匀多核得分为2983。

要知道,Surface Pro X搭载的Microsoft SQ-1是高通和微软花费三年打造的高性能Arm架构芯片。
这解释台积电的300人团队确实可能为“苹果硅”操持带来强劲的竞争力,助力苹果自研芯片Mac性能超预期。

2010年,苹果首次发布搭载自研芯片的智好手机iPhone 4。
当时iPhone 4搭载的Arm架构A4芯片是由三星代工。

本日的台积电与当年的三星有许多相似之处:同样是独家代工、同样是代工Arm架构芯片、同样是代工苹果主要自研芯片。

不同的是,台积电专心芯片代工,不像三星除了芯片代工厂商外还有动手机厂商的第二重身份。
而这大概便是台积电除了独家班底外,赢得苹果10年信赖的另一个关键。

约10年过去,苹果和台积电分别成为了智能终端和芯片代工领域的领头羊。
苹果在供应链得到更多自主权,随着自研Mac芯片操持的落地,苹果自研芯片帝国版图的末了一个缺口被补上。

台积电的市场份额逐年攀升,据市场剖析机构iHS统计,2019年台积电市场份额达到52%。
如果说过去这两家公司相互造诣了彼此,在未来,他们还将通过相互倚仗走得更远。

iHS统计,2019年台积电霸占52%的市场份额

二、2010年台积电首用“One Team”赢订单,11个月义务必达

台积电与苹果互助的故事要从2010~2011年间、两家公司为A8芯片聚首而讲起。
在那时,台积电就曾拿出一个100人规模的“One Team”。
这种“One Team”模式是如何被敲定的,我们不得而知。
但是,从履行过程和结果来看,台积电的“One Team”使A8芯片得到了成功。

2010年,时任苹果运营副总裁Jeff Williams赴台与台积电前任董事长张忠谋及其夫人共进晚餐,席间双方评论辩论了一起互助的可能性。

Jeff Williams在业界有小Tim Cook之称,善于供应链管理,并在苹果内部干系岗位深耕多年。

苹果现任COO Jeff Williams

在七年后的2017年,Jeff回顾当初,笑称那是一顿“很棒”的晚餐,双方都认为“如果能把前辈的科技和我们的目标结合是一个很棒的机会”。

虽然2010年就开始了打仗,但台积电与苹果直到2013年才首次将芯片代工互助落地到iPhone上。

另有称,2011年,时任台积电高管蒋尚义也曾与苹果方面进行打仗,谈论用前辈制程进行互助的事宜,但并未敲定互助。
缘故原由紧张在于苹果方面的担忧和台积电方面技能、产能的不敷。

当时苹果方面的顾虑是,台积电与苹果没有互助履历,纯挚就产品而言,台积电的工艺和产能都要打个问号。

其余,2011年间,三星意识到台积电故意“截胡”苹果订单,曾在接待股票剖析师时强调“只要台积电敢做,就一定敢告”。
苹果方面也忌惮转单台积电会引起台积电和三星的芯片IP轇轕。

面对苹果的难堪,台积电展现出难能的诚意。

针对产能不敷的问题,台积电投资90亿美元新建、扩建产线。
台中的台积电15厂于2010年7月16日动工培植,于2012年初厂房落成。
其余,台积电分别于2013年上半年和下半年开始扩建其竹科12厂和南科14厂。

台积电在竹科12厂开辟出一条“苹果专属”20nm A8芯片研发生产线,还从南科14厂调度大批生产线工程师进行合营。
这是台积电首次为客户打造研发、生产合一的新制程生产线。

台积电竹科12厂

台积电南科14厂

为了避免IP争端,台积电在2011年底派出近百人的“One Team”奔赴美国苹果总部。
这支团队先帮助苹果办理A6芯片的设计问题,再帮助苹果处理专利认证问题。

据称,台积电终极拿出两版A8方案供苹果挑选,最大限度帮助苹果减轻与三星打IP官司的风险。

在半导体领域,客户为供应商的前辈产品和技能提前“买单”并不少见。
比如,三星、英特尔、台积电就曾入股支持光刻机巨子ASML的研发;苹果曾花10亿美元收购英特尔的基带芯片部门,个中包括技能、设备等等。

据理解,在台积电为了A8订单攻关技能、扩大产能的过程中,苹果并没有直接入股支持,也没有资助其主要生产设备。

只管台积电诚意可鉴,但拍板让台积电独家生产A8对付苹果来说还是一个困难的选择。
在2017年的台积电30周年庆上,Jeff Williams谈及当初的互助,直言当年下单台积电是一场赌注,“现在看来天经地义,但当时风险是难以预见的”。

想来在全体互助过程中,苹果方面都把心提到了嗓子眼。
但是,台积电终极交出了令人满意的答卷。

当时,为了按时按量完成任务,台积电支配6000位员工赶工。
终极,台积电破记录在仅11个月后就量产了Jeff口中“完美无暇”的A8芯片,并在这段韶光向苹果出货超5亿片产品。

2017年,Jeff Williams在台积电成立30周年庆上夸奖A8芯片“完美无瑕”

搭载A8芯片的iPhone 6也被称为苹果最脱销的产品,截至2019年停产共出货约2.5亿台。
比较之下,诺基亚最脱销的1100/1110系列手机销量也在2.5亿台旁边。

三、“去三星化”背景下的一拍即合

实在,苹果在2013年与台积电签约,背后颇有一些无奈的意思。
当时,苹果不仅每年向三星独家订购手机SoC,还要订购大量显示屏和内存芯片。
可以说,苹果越来越意识到供应链对三星依赖带来的危险。

三星与苹果的互助关系起源于2005年1月推出的iPod Shuffle(搭载三星内存芯片)。
那时,三星已经推出一系列手机,而苹果还没有手机业务。

iPod Shuffle大得胜利,截至当年4月份已售出约180万台。
这为苹果、三星开启了一段配合尽力的“美好光阴”。
有称,苹果在2005年8月份即与三星签约,大方表示要占用三星40%的内存芯片产能。

iPod Shuffle

随后几年,苹果和三星的互助逐渐加深,苹果下给三星的订单也从内存芯片扩展到显示屏和手机SoC。
从iPhone 4搭载的A4到iPhone 5S搭载的A7,全部是由三星独家代工。

但是,统统从苹果推出iPhone的那一刻就已经发生了奇妙的不同。
阛阓如沙场的铁律见告我们,要分同一块市场蛋糕的对手究竟难以保持水下乃至表面的和平。

2010年,三星推出了第一代Galaxy手机Galaxy S。
看到Galaxy S照片时,苹果的人当即傻眼:这和iPhone也太像了吧!
像到苹果不认为自己被抄了都难。

左-三星Galaxy S手机,右-苹果iPhone 4

如果说面对极其相似的产品,苹果还能“忍一时风平浪静”,那么市场数据的变革则让苹果彻底坐不住了。
2008~2011年,三星智能机环球份额增长了6倍、2011年达到了19.1%(第一),而苹果以19%的份额居于第二。

2011年,苹果把三星告上了法庭,称三星抄袭了自家产品的外不雅观、风格等。
2012年,美加州地方法院讯断三星侵权成立。
由于苹果、三星始终没能就赔偿金额达成同等,二者之间这场官司断断续续打到了2018年才彻底结束。

要指出的是,在打官司期间,苹果A5、A5X、A6、A7芯片(2011~2013年)的订单还是只能下给三星。
比会抄袭的竞争对手更恐怖的,可能便是会抄袭还捏住了你核心部件供应链的竞争对手。
对付憋屈的苹果来说,已经低调开始进行20nm制程互助研发、正积极扩大产能的台积电成为最可靠的选择。

iPhone 6的销量数字也证明,经由2010至2013年的打磨,苹果的芯片代工“备胎养成”操持十分成功。

如果说台积电用百人“One team”拼出了A8芯片的成功和苹果的信赖,那么A9芯片则帮台积电在市场的较劲中赛过了三星。

苹果在2015年发布的iPhone 6s和iPhone 6s Plus中搭载了A9芯片。
而A9芯片是三星和台积电以2:3的订单比例共同代工。
个中,三星采取14nm制程工艺,台积电采取16nm制程工艺。

让人大跌眼镜的是,虽然号称制程更前辈,但三星生产的A9芯片在网友实测中“翻车”了。
网友实测显示,台积电生产的A9芯片功耗更低,乃至在iPhone 6S中能达到高于三星产A9芯片30%的能耗上风。

因此,网友大面积对三星表示不满。
末了苹果官方不得不发声,称台积电和三星生产的芯片间的差异不会超过2~3%。

但是,网友并不买账,乃至有人发布教程,教授消费者拿到iPhone 6/6S后快速辨别芯片来自三星还是台积电,号召消费者退货搭载三星芯片的产品。

经此一役,台积电坐拥苹果的100%信赖和市场考验的“合格证书”。
如果说在2010年这场战役开打时,三星和台积电还能称得上是不相伯仲,乃至三星略胜一筹,那么到了2015年iPhone 6发布之后,台积电则是超越了三星。

A9往后的每一代A系列芯片,都是由台积电独家代工。

结语:苹果补全芯片版图和台积电的新出发点

从iPhone 6搭载的A8起,台积电与苹果开始了业务往来。
到本日,iPhone 12搭载的5nm制程芯片同样出自台积电产线。

然而,今年台积电与苹果的互助更有一层分外的意义。
苹果将在新款Mac电脑中利用自研的Arm架构芯片。
这意味着苹果的自研芯片帝国版图终于完全。

同时,台积电也把“One Team”这种玩法实施得风生水起。
7月8日,@手机晶片达人再度爆料,称英特尔从2021年后要把GPU和CPU拿给台积电代工。
作为回报,台积电同样拿出一个专门的“Team”对其做事。

其余,代工Arm架构的电脑芯片对台积电来说也是一个新出发点。
目前,个人电脑、做事器等都是基于X86架构芯片。
随着台积电代工的Arm架构电脑芯片逐渐成熟,未来电脑芯片架构也更多了一种可能。

未来是否会涌现更多Arm架构的电脑芯片?台积电是否会开启一个Arm架构电脑芯片时期?统统皆有可能。

参考宣布:

1、《TSMC Invested 300 R&D Teams To Assist Apple In Development Mac Chips》CizChina

2、《研發結合生產ONE TEAM见效》自由时报

3、《Apple COO Jeff Williams: We bet the company on TSMC》Philip Elmer DeWitt

4、《First Apple Silicon Benchmarks Destroy Surface Pro X》Paul Thurrott

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