從芯片量產(chǎn)流程看iPhone 6S芯片門(mén)事件

　　蘋(píng)果的A9晶片門(mén)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)評測也不斷冒出來(lái)，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(lái)思考一番。

　　在正式討論之前，我們先將A9處理器定義為系統單晶片，它內建了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(jìn)制程的，其實(shí)只有CPU與GPU而已，從目前網(wǎng)路所公開(kāi)的資訊來(lái)看，A9處理器所采用的封裝技術(shù)，應該是POP(Package on Package)，這也是過(guò)去蘋(píng)果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。

　　所以，如果臺積電版本的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處理器的測試數據，全包含了LPDDR4與M9協(xié)同處理器在內。

　　那么，14與16nm FinFET在制程上的差異，究竟有多大?這個(gè)答案恐怕只有蘋(píng)果的處理器設計團隊才會(huì )清楚。如果對晶片的設計流程有概略了解的業(yè)界人士就會(huì )知道，事實(shí)上，將處理器導入先進(jìn)制程的設計至量產(chǎn)的周期，約莫為一年半至兩年的時(shí)間，就EDA、IP供應商、晶片設計乃至于晶圓代工業(yè)者，必須共同合作，才能將一顆系統單晶片導入量產(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。因為不論是晶圓代工或是EDA業(yè)者，都有能力讓蘋(píng)果知道，在A(yíng)9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(píng)果的立場(chǎng)，為了能讓整支智慧型手機的運作更能順暢無(wú)虞，就一定會(huì )調整到最佳化的狀態(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)的數量絕對高于16nm FinFET，但在良率或是功耗方面的表現如何，在沒(méi)有任何公開(kāi)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(yíng)臺積電，更遑論在單一裸晶上的尺寸也贏(yíng)過(guò)臺積電。

　　然而，封裝是否也會(huì )影響處理器的表現呢?據筆者私下訪(fǎng)問(wèn)一線(xiàn)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。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，是不可能的。所以，這或許可以呼應到蘋(píng)果的公開(kāi)聲明中，所提到的2-3%的差距，雖然，蘋(píng)果僅指出這是續航力上的差別而已，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(píng)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商所供應，一直到整合為智慧型手機后，但在每一個(gè)環(huán)結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(lái)的結果，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，在面對眾多不同供應商的情況下，蘋(píng)果若還能將整體系統表現控制在理想范圍內，這應該也是蘋(píng)果值得可以被稱(chēng)贊的地方之一。

　　更別說(shuō)，對手機業(yè)者而言，備有Second Source，甚至是有供應商砍價(jià)來(lái)取得訂單的作法，倘若真是這樣，那么，出現三星與臺積電兩家供應商，似乎也不足為奇。至于臺積電與三星的技術(shù)制程誰(shuí)能勝出，若從PPA的角度來(lái)看，恐怕也只有蘋(píng)果心里清楚了。