从芯片量产流程看iPhone 6S芯片门事件

　　苹果的A9晶片门事件延烧至今，似乎并没有要落幕的意思，网路上诸多科技网站的相关评测也不断冒出来，甚至更烧出了台湾与韩国之间的国仇家恨。

　　但这次事件本身，或许可以从晶片量产流程来思考一番。

　　在正式讨论之前，我们先将A9处理器定义为系统单晶片，它内建了CPU(处理器核心)、GPU(绘图处理器核心)、2GB的LPDDR4，以及协同处理器M9。

　　基于这样的定义下，搭载台积电与三星的先进制程的，其实只有CPU与GPU而已，从目前网路所公开的资讯来看，A9处理器所采用的封装技术，应该是POP(Package on Package)，这也是过去苹果处理器所贯用的技术，就A9处理器的生产流程来看，台积电与三星各自采用16与14nm FinFET制程，量产出CPU与GPU的整合裸晶后，再与LPDDR4整合在同一封装中，之后再用一次封装技术与M9协同处理器，整合在第二次的封装内。

　　所以，如果台积电版本的A9处理器真如外界所说一样的优异，那么由海力士所提供的LPDDR4，或许也要沾上一点功劳才是，整颗处理器要运作，记忆体也是要用到电的。毕竟，截至目前为止，所有网路上所提供的A9处理器的测试数据，全包含了LPDDR4与M9协同处理器在内。

　　那么，14与16nm FinFET在制程上的差异，究竟有多大?这个答案恐怕只有苹果的处理器设计团队才会清楚。如果对晶片的设计流程有概略了解的业界人士就会知道，事实上，将处理器导入先进制程的设计至量产的周期，约莫为一年半至两年的时间，就EDA、IP供应商、晶片设计乃至于晶圆代工业者，必须共同合作，才能将一颗系统单晶片导入量产流程，其中最在意的，莫过于PPA(性能、功耗与面积)的整体最佳化的表现。因为不论是晶圆代工或是EDA业者，都有能力让苹果知道，在A9处理器在Type Out之前，其裸晶的操作时脉、电压与电流之间的动态关系变化为何，就苹果的立场，为了能让整支智慧型手机的运作更能顺畅无虞，就一定会调整到最佳化的状态，才会投入量产。

　　在12寸晶圆尚未切割之前，至少可以确定的是，14nm FinFET所可以切割出来的数量绝对高于16nm FinFET，但在良率或是功耗方面的表现如何，在没有任何公开资讯发布之前，我们也只能推测，因为电晶体密度相对较高，泄漏电流不易控制的情况下，三星在功耗上的确有可能略逊于台积电一筹。至于在良率方面，倘若三星与台积电不相上下，那么就晶圆切割的经济效益而言，三星在这方面就能小赢台积电，更遑论在单一裸晶上的尺寸也赢过台积电。

　　然而，封装是否也会影响处理器的表现呢?据笔者私下访问一线EDA业者得知，理论上，封装并不会影响整颗处理器的表现。但EDA业者也谈到，即便是采用相同制程的单一裸晶，裸晶与裸晶之间，多少还是会有Variatio(变异)存在，更别说记忆体本身也会有相同的情形，在加以整合后，说没有影响整颗处理器的表现，是不可能的。所以，这或许可以呼应到苹果的公开声明中，所提到的2-3%的差距，虽然，苹果仅指出这是续航力上的差别而已，却没有指出哪种制程胜出，毕竟这与PPA有直接的关系，或许苹果本身也不愿意破坏与两大晶圆代工业者的关系，故采取了这样的处理方式。

　　总结来看，光是裸晶本身就有可能产生差距的情况下，采用了不同来源的LPDDR4、快闪记忆体同样也有不同的供应商所供应，一直到整合为智慧型手机后，但在每一个环结所累积的误差不断增加之下，即便在评测上如何将影响因素减到最少，，所产生出来的结果，或许有其参考价值，但真正能参考的比重又有多少，也许这是需要思考的课题之一。换个角度来看，在面对众多不同供应商的情况下，苹果若还能将整体系统表现控制在理想范围内，这应该也是苹果值得可以被称赞的地方之一。

　　更别说，对手机业者而言，备有Second Source，甚至是有供应商砍价来取得订单的作法，倘若真是这样，那么，出现三星与台积电两家供应商，似乎也不足为奇。至于台积电与三星的技术制程谁能胜出，若从PPA的角度来看，恐怕也只有苹果心里清楚了。