Apple將成模擬IC技術(shù)重要推手？

　　蘋(píng)果，有可能在未來(lái)幾年對類(lèi)比IC市場(chǎng)帶來(lái)深遠影響;因此非常值得去思考蘋(píng)果目前在類(lèi)比領(lǐng)域做了什么，那些方面的進(jìn)展可能對該公司有幫助，以及那些進(jìn)展有多少與制造相關(guān)。

　　我們知道在那座位于美國矽谷圣荷西North First Street上的晶圓廠(chǎng)，里面的設備來(lái)自于包括應用材料(Applied Materials)、日立(Hitachi)、Novellus與ASML;該座晶圓廠(chǎng)每月產(chǎn)能可達7,000片8寸晶圓，制程節點(diǎn)從0.6微米到90奈米。值得注意的是，類(lèi)比晶片制程的“甜蜜點(diǎn)”，目前仍在0.35微米至0.18微米之間。

　　此外我們也知道，蘋(píng)果一年為iPhone與iPad采購的類(lèi)比元件數量，金額估計約20~25億美元;那些元件的大宗包括客制化電源管理IC、客制化程度較低的音訊編碼元件，以及各種感測器，包括運動(dòng)感測器與觸控螢幕感測元件。如果我們要賭蘋(píng)果會(huì )在新購入晶圓廠(chǎng)生產(chǎn)這三種元件之中的哪一種，電源管理晶片似乎中獎的可能性最大;因為無(wú)論如何巧妙打造，類(lèi)比元件都能演變?yōu)槎喙獊?lái)源的成熟商品，但要微縮電源管理IC的功能仍是一大挑戰。

　　舉例來(lái)說(shuō)，英特爾(Intel)嘗試在Haswell系列處理器上整合電源管理功能，其目標是把PC主機板上的電源與散熱區域縮小，以催生更新一代的迷你PC主機;但是動(dòng)輒使用數十安培電力的機器并不容易微縮，英特爾甚至又回去使用更傳統的核心電壓穩壓器(Vcore regulator)。

　　在行動(dòng)裝置的情況下，電源管理IC是針對每款手機或平板裝置客制化的，而且根據手機功能性，可能會(huì )非常復雜;在一顆晶片上最多有26或28個(gè)不同的元件，包括2~3個(gè)300 mA開(kāi)關(guān)模式穩壓器，22或24個(gè)低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)，還有鋰離子電池充電監測控制器，以及數個(gè)LED背光驅動(dòng)器。蘋(píng)果是采用Dialog Semiconductor 做為上述元件的供應商。

　　要做到那樣的整合度，需要大量的辛苦工作而非任何特殊技術(shù);你需要讓LDO與其他電壓控制器順序開(kāi)啟/關(guān)閉裝置(或者以時(shí)脈排序)，以回應來(lái)自于手機應用處理器與基頻處理器的指令。以BiCMOS或BCD制程將功率電晶體植入CMOS基板的方法是目前最廣為人知的，甚至對那些需要拋棄記憶體制造、轉向服務(wù)類(lèi)比客戶(hù)的亞洲晶圓廠(chǎng)來(lái)說(shuō)。

　　功率電晶體植入能緩沖來(lái)自于以0.18~0.13微米制程生產(chǎn)的CMOS控制邏輯的電源(電池或AC轉接器);我們可以打賭，蘋(píng)果從Maxim收購的晶圓廠(chǎng)應該也包含了電晶體植入機制。

　　用于感測器的生產(chǎn)合理嗎?

　　有分析師猜測，蘋(píng)果新買(mǎi)的晶圓廠(chǎng)將支援先進(jìn)的感測器原型制作;蘋(píng)果每年花在運動(dòng)感測器上的采購金額約為7.5億美元，包括支援定位服務(wù)的計步器，能為了導航或是廣告目的，追蹤你的行動(dòng)。值得一提的是，美國加州大學(xué)柏克萊分校的睡眠科學(xué)研究人員表示，蘋(píng)果iPhone內建的感測器敏感度與解析度，足以放在床墊下監測使用者的睡眠情況。如果是這樣，Jawbone、 Fitbit等公司的智慧手環(huán)或是各品牌的智慧手表可能會(huì )顯得多余。

　　雖然蘋(píng)果應該是與感測器供應商非常努力地密切合作，特別是在價(jià)格方面，我卻沒(méi)有感覺(jué)到最近相關(guān)技術(shù)有任何突破。MEMS感測器制造的研發(fā)一直在持續，以降低對大量化學(xué)蝕刻的依賴(lài);在MEMS的制造過(guò)程中，通常需要在晶片上挖掘溝槽、隧道或是孔洞──這是為了制作能讓超微小可移動(dòng)零件在其中移動(dòng)的腔室──然后將孔洞密封起來(lái)以防潮、或是防止其他環(huán)境污染物。

　　MEMS供應商如InvenSense、mCube都擁有一些特殊制造技術(shù);到目前為止，蘋(píng)果則曾經(jīng)采用來(lái)自Bosch、InvenSense與意法半導體(STMicroelectronics)的MEMS元件。無(wú)論如何，此處的目標是藉由減少制程步驟來(lái)降低成本，不涉及感測器本身的改變;而隨著(zhù)專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)MEMS元件的晶圓廠(chǎng)越來(lái)越多，這是蘋(píng)果不需要用自己的研發(fā)晶圓廠(chǎng)來(lái)解決的問(wèn)題。

　　而涉及RF MEMS元件的問(wèn)題就可能需要一個(gè)研發(fā)晶圓廠(chǎng)──數量越來(lái)越多的微型天線(xiàn)開(kāi)關(guān)插入周期，可能為蘋(píng)果的工程師帶來(lái)挑戰;這已經(jīng)是個(gè)存在20年的老問(wèn)題了，市場(chǎng)研究機構Semicon的分析師Tony Massimini認為，蘋(píng)果很有可能就是那個(gè)可以成功推動(dòng)RF MEMS技術(shù)起飛的廠(chǎng)商，而該公司新購的晶圓廠(chǎng)就是為了這個(gè)目的。

　　此外還有其他感測器領(lǐng)域的挑戰，也可能是蘋(píng)果正試圖克服的;舉例來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果可能對研發(fā)利用光譜儀或其他波長(cháng)感測半導體元件的高精度氣體與化學(xué)感測器有興趣。目前產(chǎn)業(yè)界有大量感測器技術(shù)正在探索新應用，例如已經(jīng)內建于Apple Watch的脈搏血氧儀，還有皮膚水分感測器以及心電圖探針。

　　有一家公司正在開(kāi)發(fā)不相混(immiscible)的半導體元件，能在分子等級讀取液體的化學(xué)成分;還有另一家公司開(kāi)發(fā)了紅外線(xiàn)光譜儀，可提供分子等級的食物、藥物與燃料成分分析。雖然上述這些元件的成功，可能取決于經(jīng)過(guò)特殊調校的半導體制程技術(shù)，很難說(shuō)蘋(píng)果是否會(huì )參與這些開(kāi)發(fā)。

　　蘋(píng)果的應用程式介面例如iHealth，讓感測器開(kāi)發(fā)商能更容易將元件與iPhone連結，但問(wèn)題仍在于該公司對相關(guān)開(kāi)發(fā)案的參與程度;而蘋(píng)果是否真的會(huì )成為大量類(lèi)比產(chǎn)品發(fā)展的幕后推手呢?讓我們繼續觀(guān)察下去!