从Apple“芯片门”学到的代工教训

最近大家应该都听说了苹果(Apple)最新iPhone 6s/6s Plus智慧型手机同时采用两种不同处理器晶片版本(Apple A9 SoC)的消息——其中一款A9晶片由三星(Samsung)制造,另一款则来自台积电(TSMC)。A9晶片虽然来自两家不同的代工厂,按理来说执行起来应该是一样的,然而,台积电与三星所采用的制程却不一样。


漏电流的原因来自于电晶体未能在逻辑关闭状态下完全关断,导致微量的电流“泄漏”出来。即使是在处理器闲置的状态下,这些漏电流也会持续缓慢、微量地耗用电池电量。

在这个案例下,电池续航力的差异更可能出在每个元件的工作电压。在智慧型手机中,电源管理晶片(PMIC)可控制电压,让处理器因应各种不同的作业条件。 PMIC用于控制电源管理的细节,在轻负载时降低处理器功耗以及减缓时脉速度,从而协助延长电池续航力。为了达到与台积电晶片相同的性能和时脉速度,三星的晶片可能必须以稍高的电压作业,因而也从电池中汲取了更多电量。

测试结果显示最主要的差别就在于电池续航力,这表示为了符合Apple 的时脉速度要求,三星的晶片必须以稍高的供电电压作业。较高的工作电压可能会导致一些制程变异的结果,但这样的结果会在低负载时带来更高功耗。因此,为了有效判断三星与台积电制程中的变异,还需要大量的统计样本,而不是仅比较两款晶片。就算是在同一家代工厂,也可能会发生显着的变异。因此,仅由几个测试网站进行几项受限的测试,并不代表对这种情况的最后结论。

虽然台积电的晶片更省电,但三星的晶片尺寸较小,可以让Apple更省成本。假设这两家代工厂的良率差不多,晶片面积更小表示相同晶圆中可容纳更多晶片。晶圆的良率高,产出的晶片更多,每颗晶片的固定成本就更低。虽然两款晶片面积的差异仅8%,但却可让每片晶圆产出更多9%的未封装晶粒。

当分析早期制造良率的影响时,这实际上意味着每晶圆产出更多11%的合格晶片。每片晶圆的合格晶片良率越高,意味着每颗晶片的成本更低。实际的成本当然还取决于封装与测试合格晶片的成本,但光是晶片本身节省8%,对于数千万台的单位来说,已经意味着相当庞大的数字了。

此外,在相同的量产条件下,每片晶圆产出更多晶片也意味着三星能够提供更多元件。以成本与产量的优势来看,Apple可能就不在意三星晶片稍高一点的功耗,而更着眼于其更低的成本优势。

对于消费者来说,晶片之间的差异并不容易区别。极端测试放大了晶片之间些微的差异,不过,也很少有产品会像Apple的产品会被这样过度的分析。

精彩评论 0

还可以输入100个字,评论长度3个中文字符以上
117843000:2018-02-24 15:47:18