随着苹果iPhone 15系列亮相时间的不断临近,关于该系列新机的相关爆料也越来越多。日前就有消息源透露,iPhone 15系列机型所配备的A17仿生芯片在明年的某个时间节点后,可能会同时存在两个不同的版本。据该爆料显示,这极有可能是台积电切换3nm制程所致。
首先,在同一型号的手机上配备不同制程同款主控的情况虽然曾经有过,但也极其稀少。例如iPhone 6s系列所采用的A9就有两个版本,分别是基于台积电16nm和三星14nm工艺生产,并且两者确实在功耗、性能等方面有些许区别,但由于当时大多数用户的关注点并不在此,因此并没有引发太大的争议。
但是这个A17仿生芯片此次的传言,其实还有更多深层次的东西可以挖掘,并且其来源可能更早前的多个消息。其一,是台积电的N3B工艺良品率不高,导致苹果方面对其备货量和生产速度有所不满;其二则是有传言称,台积电可能会在今年第二季度提前将3nm制程切换到N3E,以提升良品率。所以综合这两个消息不难发现,A17或有两种版本的可能性似乎就很大了。
根据台积电方面公布的相关信息显示,3nm制程的基准是N3B,其对比5nm制程N5的情况下,同等功耗性能提升10-15%、同等性能功耗降低25-30%,逻辑密度提升了70%,但由于SRAM密度提升不多,导致增加了设计复杂度及成本。同时由于金属堆叠性能差,又直接导致了良品率过低。
关于N3B的良品率,此前曾有海外媒体对其进行了预估,乐观的数字在63%-80%左右,而悲观情况下则或许会低于60%。
在这样的前提下,N3E加快上马实属正常,但需要注意的是,N3E本质上其实可以视为N3B的“部分缩水版本”。据悉,N3B原有25个EUV光刻层,再加上EUV双重图案化提升了加工难度,因此为了降低加工难度、成本,以及提升良品率,N3E将EUV光刻层缩减到了21个。此外包括金属间距密度在内的设计指标也被放宽,甚至连SRAM单元的尺寸也与N5所使用的相同。
因此即便台积电方面宣称N3E的晶体管密度较N5提升了60%,但前者的晶体管密度却比N3B低了约8%。因此N3B与N3E会带来性能差异几乎是肯定的,但具体数值还有待后续进一步消息的确认。
此外在成本端,据悉3nm制程的芯片研发及流片的费用约在6.5亿美元左右、约合人民币46.5亿元。而3nm的12英寸晶圆单价则超过了2万美元、约合人民币14.3万,并且12英寸晶圆即便是在100%利用率和100%良品率的情况下,最多也只能产出1000块芯片,实际产量按最乐观的估计则为600-800块之间。因此每块3nm芯片仅在材料方面的成本,就已经达到180元—240元,如果产量降低的话,材料成本则还会进一步上涨。
如果再加上分摊研发及代工费用,这个成本显然将进一步增加。同时由于N3E缩减了晶体管数量,因此必须重新进行流片等过程,如果真的有基于N3E制程打造的A17,成本可能已经不亚于重新开发一款新的芯片了。
其次在风险方面,通常芯片的基准性能测试成绩如果差距在5%以内,基本可以视为在同一水平线,但如果差距超过5%,就可以视为差异较大。由于N3B和N3E的晶体管密度差异达到了8%,所以基准性能测试的成绩几乎可以确定差异将会较大。如果A17在iPhone 15系列上采取两种制程并存的方式,就可能会面临巨大的风险,但一向稳健的苹果显然没有理由将自己置身于这种风险中。
但以上这些也有一种例外的情况,那就是苹果方面通过对两种制程的芯片性能进行调校,使得其保持在同一水准。然而,显然这是一件比较困难的工作,同样也需要花费大量的时间和成本。
所以这样看来,关于两种3nm制程同款芯片的传闻,或许还有另外一种可能性。那就是确实存在一款使用N3E制程的A17,但其可能是改进版本,并且由于生产工艺的调整,因此在性能或能耗方面有着显著的提升。但这款芯片大概率不会被用在iPhone 15系列上,而是用到对性能和续航有更高需求的iPad系列中。
但以上这些,是基于A17真的会有基于台积电两种3nm制程打造的传言属实,毕竟并非只有iPhone才会打造A系列仿生芯片,iPad上同样也会用到。事实上,历史上并非没有同款机型配备不同制程同款芯片的情况,但这仅仅只有在游戏主机上较为常见,而这类产品极为漫长的生命周期才使得这一做法能够成型。而对于基本保持一年一更新的iPhone来说,这样去做的代价无疑是高出了天际。
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