十年前,從2010年的iPhone 4開始,蘋果逐步在產品中搭載自己研制的芯片。十年之后的2020,從iPhone、iPad到Apple Watch、AirPods,無不是內藏一顆“蘋果芯”。面對越來越龐大的蘋果自研芯帝國,今年早些時候,業(yè)界開始聚焦在那唯一的缺口——Mac芯片上。
關于蘋果將自研Mac芯片的消息已經沸沸揚揚,終于在今年6月23日舉辦的WWDC 20大會上塵埃落定,由蘋果CEO提姆·庫克向全世界官宣。庫克本人稱這是“Mac前進的一大步”。
“蘋果硅(Apple Silicon)”計劃已經摘開面紗,但還有許多謎團待解。
蘋果自研Mac芯官宣后不久,就有消息稱臺積電將承擔為“蘋果硅”計劃代工的關鍵角色,也是蘋果為“蘋果硅”計劃選擇的唯一一家芯片代工廠商。
而且有細節(jié)稱,面對蘋果的絕對信任,臺積電派出300人的團隊助力“蘋果硅”計劃研發(fā),力求獨家代工不掉鏈子。
這已不是蘋果第一次把核心芯片代工的全部籌碼押在臺積電身上。
我們追溯到10年前,蘋果和臺積電就開始接觸并探討芯片研發(fā)和代工合作,甚至在三星還為蘋果代工A系列芯片時,臺積電就已經作為“備胎”秘密地與蘋果進行聯(lián)合研發(fā)和技術攻關。二者的合作遠比我們想象的要深遠和有故事。
從2016年搭載于iPhone 7的A10 Fusion芯片起,蘋果每顆A系列芯片的訂單被臺積電全數(shù)吃下。在這之前,他們是怎么走到一起的?
今天,智東西來深扒蘋果和臺積電10年聯(lián)手造芯背后的故事。
臺積電投300人研發(fā),助力蘋果自研Mac芯“首秀”
在WWDC 20大會上,蘋果宣布了Mac芯片“蘋果硅”計劃,預計將用兩年時間完成從英特爾芯片到Arm架構自研芯片的轉變。從打造班底和芯片性能等方面來說,“蘋果硅”計劃都可以說是豪華。
在WWDC 20大會舉辦前幾個小時,消息人士@手機晶片達人爆料稱,為了幫助“蘋果硅”計劃順利落地,臺積電慷慨拿出300人團隊,專攻“蘋果硅”計劃的研發(fā)、設計、先進工藝和封裝。
@手機晶片達人此前爆料的許多供應鏈消息都得到驗證。比如,2019年其爆料稱華為將自研PA(功率放大器)芯片訂單下給國內射頻芯片廠商三安光電。2020年,三安光電就出現(xiàn)在了華為P40的核心供應商名單中。因此,這次其爆料的臺積電300人研發(fā)團隊消息可信度也很高。
這個神秘的300人團隊無疑是蘋果和臺積電合作“蘋果硅”計劃的關鍵。
臺積電作為芯片代工領域的龍頭企業(yè),其300人的研發(fā)團隊陣容不論從數(shù)量還是質量上,都稱得上豪華。要知道,當初“中國半導體之父”張汝京建立起中芯國際,也不過用了300人的工程師班底。近期,中芯國際歷經19天成功過會,創(chuàng)下了科創(chuàng)板最快過會記錄。
其實,早在10年前蘋果和臺積電剛剛接觸、談論合作可能性的時候,臺積電就曾拿出一個100人的“One Team”進行技術攻關。@手機晶片達人的爆料說明,至今蘋果和臺積電或仍在沿用這一方式。
6月23日WWDC 20大會結束后,@手機晶片達人又發(fā)布微博,稱其預計5nm Apple Sillicon ARM CPU A14X成本約為75美金左右。相比之下,基于X86架構的10nm 4核酷睿i7處理器售價在300~400美元左右。
在成本更低的前提下,“蘋果硅”計劃產出的芯片性能怎樣?搭載蘋果自研芯片的Mac預計明年才會落地,但是各方媒體、消息人士已經開始從各個角度挖掘相關信息。
比如,曾準確預告微軟Xbox發(fā)布會時間的科技博主Paul Thurrott發(fā)博稱,使用基于“蘋果硅”的過渡工具的開發(fā)者泄露了“蘋果硅”的早期基準得分。得分顯示,搭載“蘋果硅”芯片的過渡工具性能達到甚至超過了基于Microsoft SQ-1芯片的微軟Surface Pro X。
通過運行跨平臺處理基準測試程序Geekbench,蘋果開發(fā)者過渡工具(the Apple Developer Transition Kit)平均單核得分為811,平均多核得分為2871。相比之下,微軟的Surface Pro X平均單核得分為764,平均多核得分為2983。
要知道,Surface Pro X搭載的Microsoft SQ-1是高通和微軟花費三年打造的高性能Arm架構芯片。這說明臺積電的300人團隊確實可能為“蘋果硅”計劃帶來強勁的競爭力,助力蘋果自研芯片Mac性能超預期。
2010年,蘋果首次發(fā)布搭載自研芯片的智能手機iPhone 4。當時iPhone 4搭載的Arm架構A4芯片是由三星代工。
今天的臺積電與當年的三星有許多相似之處:同樣是獨家代工、同樣是代工Arm架構芯片、同樣是代工蘋果重要自研芯片。
不同的是,臺積電專心芯片代工,不像三星除了芯片代工廠商外還有著手機廠商的第二重身份。而這也許就是臺積電除了獨家班底外,贏得蘋果10年信任的另一個關鍵。
約10年過去,蘋果和臺積電分別成為了智能終端和芯片代工領域的領頭羊。蘋果在供應鏈獲得更多自主權,隨著自研Mac芯片計劃的落地,蘋果自研芯片帝國版圖的最后一個缺口被補上。
臺積電的市場份額逐年攀升,據(jù)市場分析機構iHS統(tǒng)計,2019年臺積電市場份額達到52%。如果說過去這兩家公司互相成就了彼此,在未來,他們還將通過互相倚仗走得更遠。
2010年臺積電首用“One Team”贏訂單,11個月使命必達
臺積電與蘋果合作的故事要從2010~2011年間、兩家公司為A8芯片聚首而講起。在那時,臺積電就曾拿出一個100人規(guī)模的“One Team”。這種“One Team”模式是如何被敲定的,我們不得而知。但是,從實施過程和結果來看,臺積電的“One Team”使A8芯片獲得了成功。
2010年,時任蘋果運營副總裁Jeff Williams赴臺與臺積電前任董事長張忠謀及其夫人共進晚餐,席間雙方談論了一起合作的可能性。
Jeff Williams在業(yè)界有小Tim Cook之稱,擅長供應鏈管理,并在蘋果內部相關崗位深耕多年。
在七年后的2017年,Jeff回憶當初,笑稱那是一頓“很棒”的晚餐,雙方都認為“如果能把先進的科技和我們的目標結合是一個很棒的機會”。
雖然2010年就開始了接觸,但臺積電與蘋果直到2013年才首次將芯片代工合作落地到iPhone上。
另有消息稱,2011年,時任臺積電高管蔣尚義也曾與蘋果方面進行接觸,討論用先進制程進行合作的事宜,但并未敲定合作。原因主要在于蘋果方面的擔憂和臺積電方面技術、產能的不足。
當時蘋果方面的顧慮是,臺積電與蘋果沒有合作經驗,單純就產品而言,臺積電的工藝和產能都要打個問號。
另外,2011年間,三星意識到臺積電有意“截胡”蘋果訂單,曾在接待股票分析師時強調“只要臺積電敢做,就一定敢告”。蘋果方面也忌憚轉單臺積電會引起臺積電和三星的芯片IP糾紛。
面對蘋果的為難,臺積電展現(xiàn)出難能的誠意。
針對產能不足的問題,臺積電投資90億美元新建、擴建產線。臺中的臺積電15廠于2010年7月16日動工建設,于2012年初廠房落成。另外,臺積電分別于2013年上半年和下半年開始擴建其竹科12廠和南科14廠。
臺積電在竹科12廠開辟出一條“蘋果專屬”20nm A8芯片研發(fā)生產線,還從南科14廠調度大批生產線工程師進行配合。這是臺積電首次為客戶打造研發(fā)、生產合一的新制程生產線。
為了避免IP爭端,臺積電在2011年底派出近百人的“One Team”奔赴美國蘋果總部。這支團隊先幫助蘋果解決A6芯片的設計問題,再幫助蘋果處理專利認證問題。
據(jù)稱,臺積電最終拿出兩版A8方案供蘋果挑選,最大限度幫助蘋果減輕與三星打IP官司的風險。
在半導體領域,客戶為供應商的先進產品和技術提前“買單”并不少見。比如,三星、英特爾、臺積電就曾入股支持光刻機巨頭ASML的研發(fā);蘋果曾花10億美元收購英特爾的基帶芯片部門,其中包括技術、設備等等。
據(jù)了解,在臺積電為了A8訂單攻關技術、擴大產能的過程中,蘋果并沒有直接入股支持,也沒有贊助其重要生產設備。
盡管臺積電誠意可鑒,但拍板讓臺積電獨家生產A8對于蘋果來說還是一個艱難的選擇。在2017年的臺積電30周年慶上,Jeff Williams談及當初的合作,直言當年下單臺積電是一場賭注,“現(xiàn)在看來理所當然,但當時風險是難以預料的”。
想來在整個合作過程中,蘋果方面都把心提到了嗓子眼。但是,臺積電最終交出了令人滿意的答卷。
當時,為了按時按量完成任務,臺積電部署6000位員工趕工。最終,臺積電破紀錄在僅11個月后就量產了Jeff口中“完美無暇”的A8芯片,并在這段時間向蘋果出貨超5億片產品。
搭載A8芯片的iPhone 6也被稱為蘋果最暢銷的產品,截至2019年停產共出貨約2.5億臺。相比之下,諾基亞最暢銷的11001110系列手機銷量也在2.5億臺左右。
“去三星化”背景下的一拍即合
其實,蘋果在2013年與臺積電簽約,背后頗有一些無奈的意思。當時,蘋果不僅每年向三星獨家訂購手機SoC,還要訂購大量顯示屏和內存芯片。可以說,蘋果越來越意識到供應鏈對三星依賴帶來的危險。
三星與蘋果的合作關系起源于2005年1月推出的iPod Shuffle(搭載三星內存芯片)。那時,三星已經推出一系列手機,而蘋果還沒有手機業(yè)務。
iPod Shuffle大獲成功,截至當年4月份已售出約180萬臺。這為蘋果、三星開啟了一段通力合作的“美好時光”。有消息稱,蘋果在2005年8月份即與三星簽約,大方表示要占用三星40%的內存芯片產能。
隨后幾年,蘋果和三星的合作逐漸加深,蘋果下給三星的訂單也從內存芯片擴展到顯示屏和手機SoC。從iPhone 4搭載的A4到iPhone 5S搭載的A7,全部是由三星獨家代工。
但是,一切從蘋果推出iPhone的那一刻就已經發(fā)生了微妙的不同。商場如戰(zhàn)場的鐵律告訴我們,要分同一塊市場蛋糕的對手終究難以保持水下甚至表面的和平。
2010年,三星推出了第一代Galaxy手機Galaxy S??吹紾alaxy S照片時,蘋果的人當即傻眼:這和iPhone也太像了吧!像到蘋果不認為自己被抄了都難。
如果說面對極其相似的產品,蘋果還能“忍一時風平浪靜”,那么市場數(shù)據(jù)的變化則讓蘋果徹底坐不住了。2008~2011年,三星智能機全球份額增長了6倍、2011年達到了19.1%(第一),而蘋果以19%的份額居于第二。
2011年,蘋果把三星告上了法庭,稱三星抄襲了自家產品的外觀、風格等。2012年,美加州地方法院判決三星侵權成立。由于蘋果、三星始終沒能就賠償金額達成一致,二者之間這場官司斷斷續(xù)續(xù)打到了2018年才徹底結束。
要指出的是,在打官司期間,蘋果A5、A5X、A6、A7芯片(2011~2013年)的訂單還是只能下給三星。比會抄襲的競爭對手更可怕的,可能就是會抄襲還捏住了你核心部件供應鏈的競爭對手。對于憋屈的蘋果來說,已經低調開始進行20nm制程合作研發(fā)、正積極擴大產能的臺積電成為最可靠的選擇。
iPhone 6的銷量數(shù)字也證明,經過2010至2013年的打磨,蘋果的芯片代工“備胎養(yǎng)成”計劃十分成功。
如果說臺積電用百人“One team”拼出了A8芯片的成功和蘋果的信任,那么A9芯片則幫臺積電在市場的較量中勝過了三星。
蘋果在2015年發(fā)布的iPhone 6s和iPhone 6s Plus中搭載了A9芯片。而A9芯片是三星和臺積電以2:3的訂單比例共同代工。其中,三星采用14nm制程工藝,臺積電采用16nm制程工藝。
讓人大跌眼鏡的是,雖然號稱制程更先進,但三星生產的A9芯片在網友實測中“翻車”了。網友實測顯示,臺積電生產的A9芯片功耗更低,甚至在iPhone 6S中能達到高于三星產A9芯片30%的能耗優(yōu)勢。
因此,網友大面積對三星表示不滿。最后蘋果官方不得不發(fā)聲,稱臺積電和三星生產的芯片間的差異不會超過2~3%。
但是,網友并不買賬,甚至有人發(fā)布教程,教授消費者拿到iPhone 66S后快速辨別芯片來自三星還是臺積電,號召消費者退貨搭載三星芯片的產品。
經此一役,臺積電坐擁蘋果的100%信任和市場檢驗的“合格證書”。如果說在2010年這場戰(zhàn)役開打時,三星和臺積電還能稱得上是不相伯仲,甚至三星略勝一籌,那么到了2015年iPhone 6發(fā)布之后,臺積電則是超越了三星。
A9以后的每一代A系列芯片,都是由臺積電獨家代工。
結語:蘋果補全芯片版圖和臺積電的新起點
從iPhone 6搭載的A8起,臺積電與蘋果開始了業(yè)務往來。到今天,iPhone 12搭載的5nm制程芯片同樣出自臺積電產線。
然而,今年臺積電與蘋果的合作更有一層特殊的意義。蘋果將在新款Mac電腦中使用自研的Arm架構芯片。這意味著蘋果的自研芯片帝國版圖終于完整。
同時,臺積電也把“One Team”這種玩法實行得風生水起。7月8日,@手機晶片達人再度爆料,稱英特爾從2021年后要把GPU和CPU拿給臺積電代工。作為回報,臺積電同樣拿出一個專門的“Team”對其服務。
另外,代工Arm架構的電腦芯片對臺積電來說也是一個新起點。目前,個人電腦、服務器等都是基于X86架構芯片。隨著臺積電代工的Arm架構電腦芯片逐漸成熟,未來電腦芯片架構也更多了一種可能。
未來是否會出現(xiàn)更多Arm架構的電腦芯片?臺積電是否會開啟一個Arm架構電腦芯片時代?一切皆有可能。(來源:獵云網)
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