苹果都嫌贵，由于本钱过高，台积电保持 N3 工艺

zhongnan2005

出道即巅峰，简直就是苹果 M 芯片的实在写照。


▲ 打破惯例的苹果 UltraFusion 架构
以来往说，MacBook 主打的是优雅设计和 macOS 生态劣势，而开始转向 M 芯片之后，MacBook 最大的特色就逐渐变为了自研芯片。
公布会上，关于新款 MacBook，关重视点也从设计、制作工艺和跨平台生态中，逐渐转向新芯片有着如何的晋升。


不外，在 M1 系列的高光之下，往年的 M2 芯片却黯淡了许多。
这其中多是因为期待值太高带来的反差，但次要的缘故仍是在于采取了与 M1 相反的台积电 5nm 工艺制程。
纵使苹果坐拥 Arm 芯片最强设计团队，也无奈开脱物理限度。


在 M2 内采取了与 A15 中相似的 Avalanche 机能中心和 Blizzard 能效中心，且 M2 减少了中心数、芯全面积和总晶体管数。
一通操作上去，M2 相对于于 M1 有着 18% CPU 和 35% GPU 的机能晋升。


从数字下去看，似乎算是降级较为显著的迭代，只是在实际之中，搭载 M2 的产品却泛起了许多问题（SSD 降速、降频、中心过热），不犹如期的 M1 产品。
其真实 M2 公布以前，就传出台积电正在致力试产第一代 3nm 工艺芯片，苹果也将会是第一批客户。


跟着 5nm M2 的落地，DigiTimes 就报导苹果曾经包上台积电 3nm 芯片一切的产能，不只是为了 M3 芯片，也会用于 M2 Pro、M2 Max 芯片的出产。
如斯来讲，在 3nm 工艺之下，M2 Pro、M2 Max 将会有着显著的能效晋升，远超 M2 芯片。在一代芯片内采取不同的工艺，在业内也实属稀有。
本钱过高，没人下单，台积电保持 N3 工艺制程
关于 3nm 芯片，不光是苹果，Intel、AMD、英伟达都在排队等台积电 3nm 产能，供不该求。


▲ 担任出产 3nm 芯片的晶圆十八厂 图片来自：台积电
而台积电也如期试产出 3nm 芯片，并达到相应的投产良率。只不外，近日有动静人士称，台积电外部曾经抉择保持 N3 工艺。
从踊跃投产到保持的 180° 大转弯的基本缘故其实也挺简略，就是出产本钱过高，高到苹果都不肯意用。


且，台积电 N3 工艺相对于于 N5 工艺，机能有着 10~15% 的晋升，功耗升高 25%~30%，与太高的投入有些不相称。
根据台积电的布局，3nm 节点共有 N3、N3E、N3P、N3X 四种工艺，能够了解为 3nm 节点内有四代制作工艺，逐代的机能、晶体管数和成熟度都有着晋升。


在保持 N3，也就是第一代 3nm 工艺后，台积电也开始着手筹备更具性价比和成熟度的 N3E 二代工艺。
能效比相对于于 N5 工艺来讲有着更显著的晋升，只不外量产时间可能延后至 2023 年下半年。


这也象征着本来方案在往年公布的 M2 Pro 和 M2 Max 芯片仍然会采取与 M2 相反的 5nm 工艺。
再加之不变的 MacBook Pro 设计，其降级迭代战略就非常像英特尔此前的「钟摆（Tick-Tock）降级实践」。
三星自认在 3nm 上占领先机
在高端芯片代工上，能与台积电间接竞争的目前也只要三星了。期近将到来的 3nm 工艺节点争取上，三星一方面策略性保持 5nm，另外一方面变斥巨资建厂建产线堆产能。
并在 7 月份，对外宣告三星半导体曾经实现 3nm 芯片的量产和出货。


只不外，三星近两年在芯片代工上频频翻车，已经的大客户高通、AMD、英伟达都已把新定单交由台积电，似乎并无具有足够财力的客户来定制 3nm 芯片。
外媒在查问出货名单时，只查到了一家名为上海磐矽的半导体公司，该公司主营业务为虚构货泉挖矿机芯片设计，范围无限。


加之当初虚构货泉市场不景气，很难说三星获取了多少定单。
另外一方面，已经的老客户高通在获知 3nm 投产之后，并未焦急投片，而是采用了张望的态度。
出货量其实不多，也被外界猜测三星这次的 3nm 芯片量产更像是一个「营销伎俩」，也不排除用的是试产芯片充任量产。


▲ 三星 3nm 次要得靠 Exynos 出货了
接连失去大客户的三星半导体，目前也仅剩 Exynos 芯片部门一个大客户。只是近来 Exynos 芯片纵使拉上了 AMD 依然班师不利，也放出动静暂缓 3nm 芯片的投片，最快也要比及 2024 年第二代 3nm 工艺量产之后。
除了 Exynos 芯片部门，Google 的 Tensor 自研芯片也持续交由三星半导体代工，预计在 Tenor 3 上采取三星 3nm 工艺，时间定在 2023 年下半年，与台积电 N3E 量产时间相差不大。


不外，Google 的 Pixel 系列并不是是智能手机市场的出货小户，去年年底仅占去了 3% 的寰球份额，与高通相差甚远。
根据三星的说法，在 3nm 量产上确实占患了先机，但在后续代工芯片的出货量上，依然不敷清朗。
嗅到了一股挪动芯片的牙膏味
关于当下的高端挪动芯片来讲，先进的工艺制程曾经成为它们能效增长的一大要素。
本来预计往年年底量产出货的 3nm 芯片，因为本钱太高而延后，可能会惹起高端挪动芯片的增长瓶颈。


▲ 图片来自：computerworld
4nm、5nm 仍然会成为近些年来高端芯片的主流制作工艺，其能效比可能无奈达到此前改造换代而带来的大跨步。
然后续即使根据原方案 2023 年底量产 3nm，本钱考量上也很难回到此前的形态。


▲ 台积电总裁魏哲家 图片来自：anandtech
台积电总裁魏哲家在科技座谈会上表现「高端、寰球化供给零碎时期曾经过来」，因为许多国度都在争相在国际建厂，后续的出产本钱也会水长船高，「包罗通货收缩，芯片本钱正在迅速回升。」
台积电的第一代 3nm 芯片本钱居高不下，也许与此缘故无关。
此外，根据台积电的布局，2025 年会试产 N2 工艺，愈发接近于工艺制程的物理极限。


而且跟着先进工艺制程的推动，晶体管密度的晋升，也带来了积热问题，此时像苹果 M 同样疯狂沉积中心减少芯全面积并不是是可行之道。
昨天 AMD 如期对外发布了 Zen4 架构，出产工艺从 7nm 降级到 5nm 后，芯全面积放大 十二%，晶体管数却减少了 58%。
相应地锐龙 7000 系处置器也相较于前代有着较为显著的晋升，尤为是在多核表示上。


▲ 去除顶盖的 Ryzen 9 7950X，由三枚小芯片组成，下面两个为 Zen4 中心 图片来自：cnet
早在此前的文章中，咱们也以为 AMD 的 chiplet（小芯片）技术相对于来讲有着更「光明」的将来，芯片不会彻底被代工厂工艺制程所钳制，有着更灵敏的降级形式。
而在 3nm 工艺制程量产疑云之下，厂商的芯片设计可能也需求提前规划新的架构以防止遇到能效瓶颈。