從芯片量產(chǎn)流程看iPhone 6S芯片門事件

　　蘋果的A9晶片門事件延燒至今，似乎并沒有要落幕的意思，網(wǎng)路上諸多科技網(wǎng)站的相關(guān)評測也不斷冒出來，甚至更燒出了臺灣與韓國之間的國仇家恨。

　　但這次事件本身，或許可以從晶片量產(chǎn)流程來思考一番。

　　在正式討論之前，我們先將A9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，搭載臺積電與三星的先進制程的，其實只有CPU與GPU而已，從目前網(wǎng)路所公開的資訊來看，A9處理器所采用的封裝技術(shù)，應(yīng)該是POP(Package on Package)，這也是過去蘋果處理器所貫用的技術(shù)，就A9處理器的生產(chǎn)流程來看，臺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，如果臺積電版本的A9處理器真如外界所說一樣的優(yōu)異，那么由海力士所提供的LPDDR4，或許也要沾上一點功勞才是，整顆處理器要運作，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?這個答案恐怕只有蘋果的處理器設(shè)計團隊才會清楚。如果對晶片的設(shè)計流程有概略了解的業(yè)界人士就會知道，事實上，將處理器導(dǎo)入先進制程的設(shè)計至量產(chǎn)的周期，約莫為一年半至兩年的時間，就EDA、IP供應(yīng)商、晶片設(shè)計乃至于晶圓代工業(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，莫過于PPA(性能、功耗與面積)的整體最佳化的表現(xiàn)。因為不論是晶圓代工或是EDA業(yè)者，都有能力讓蘋果知道，在A9處理器在Type Out之前，其裸晶的操作時脈、電壓與電流之間的動態(tài)關(guān)系變化為何，就蘋果的立場，為了能讓整支智慧型手機的運作更能順暢無虞，就一定會調(diào)整到最佳化的狀態(tài)，才會投入量產(chǎn)。

　　在12寸晶圓尚未切割之前，至少可以確定的是，14nm FinFET所可以切割出來的數(shù)量絕對高于16nm FinFET，但在良率或是功耗方面的表現(xiàn)如何，在沒有任何公開資訊發(fā)布之前，我們也只能推測，因為電晶體密度相對較高，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積電一籌。至于在良率方面，倘若三星與臺積電不相上下，那么就晶圓切割的經(jīng)濟效益而言，三星在這方面就能小贏臺積電，更遑論在單一裸晶上的尺寸也贏過臺積電。

　　然而，封裝是否也會影響處理器的表現(xiàn)呢?據(jù)筆者私下訪問一線EDA業(yè)者得知，理論上，封裝并不會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，多少還是會有Variatio(變異)存在，更別說記憶體本身也會有相同的情形，在加以整合后，說沒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后，但在每一個環(huán)結(jié)所累積的誤差不斷增加之下，即便在評測上如何將影響因素減到最少，，所產(chǎn)生出來的結(jié)果，或許有其參考價值，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。換個角度來看，在面對眾多不同供應(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，對手機業(yè)者而言，備有Second Source，甚至是有供應(yīng)商砍價來取得訂單的作法，倘若真是這樣，那么，出現(xiàn)三星與臺積電兩家供應(yīng)商，似乎也不足為奇。至于臺積電與三星的技術(shù)制程誰能勝出，若從PPA的角度來看，恐怕也只有蘋果心里清楚了。