蘋果對臺積電的依賴更上一層樓

　　最近這些年，蘋果一直在強化自研芯片。過去十年，蘋果公司的芯片部門快速發(fā)展，已經(jīng)成為一個擁有上千名工程師的團隊，其中包括1999年收購的Raycer Graphics，以及2008 年收購 PA Semi所帶來的數(shù)百名工程師。

　　2016年，蘋果與高通爆發(fā)專利授權(quán)費訴訟糾紛，經(jīng)過三年的拉鋸戰(zhàn)，最終以蘋果妥協(xié)告終，雙方于2019年達成和解，并簽下6年授權(quán)協(xié)議，包括2年的延期選擇和多年芯片供應(yīng)。高通贏在了硬實力，蘋果別無選擇，遍觀業(yè)界，除了高通，沒有第二家能夠提供成熟且穩(wěn)定的5G手機基帶(調(diào)制解調(diào)器)芯片。不過，雖然蘋果依然要采用高通的5G基帶芯片，但同時也下定了自行研發(fā)5G基帶芯片的決心，并于2019年并購了英特爾智能手機5G基帶芯片業(yè)務(wù)部，以減少對高通的依賴并降低專利授權(quán)費用支出。

　　近幾年，蘋果的5G基帶芯片研發(fā)進展一直是業(yè)界關(guān)注的話題，本周，據(jù)相關(guān)媒體報道，蘋果自行研發(fā)的5G基帶和配套的射頻芯片已完成設(shè)計，近期開始進行試產(chǎn)及送樣，預計2022年內(nèi)與主要電信運營商進行測試，2023年推出的iPhone 15將全面采用蘋果自研的5G基帶及射頻芯片。據(jù)悉，蘋果第一代5G基帶芯片將同時支持Sub-6GHz及mmWave(毫米波)，采用臺積電5nm制程，封測由Amkor負責完成，射頻芯片采用臺積電7nm制程，A17應(yīng)用處理器將采用臺積電3nm，2023年量產(chǎn)。

　　增量一：5G基帶芯片

　　2020年，蘋果推出了其首款5G手機iPhone 12，采用的是高通的基帶芯片驍龍X55，采用的是臺積電7nm制程，該芯片支持sub-6GHz和mmWave，當然也包括LTE。2021年，蘋果推出了iPhone 13，采用的是高通基帶芯片驍龍X60，采用的是三星5nm制程。

　　而根據(jù)蘋果與高通的協(xié)議，蘋果承諾在2022年6月1日至2024年5月31日期間使用后者的驍龍X65和X70基帶芯片。據(jù)悉，X65將采用三星的4nm制程。而從2023年開始，蘋果將使用自研的基帶芯片，同時也使用高通的X70，到時候，這兩款芯片同時采用臺積電代工制程工藝的概率很大。

　　這樣看來，蘋果在不斷提升自研芯片數(shù)量和占比，除了難度極高的手機基帶芯片之外，蘋果已經(jīng)成功打造了iPhone的A系列處理器、MacBook的M系列處理器、Apple Watch的W系列芯片、AirPods的H系列芯片、Mac上的T系列安全芯片，以及iPhone上的U1超寬帶芯片等。這其中多數(shù)芯片都是由臺積電代工生產(chǎn)的。因此，蘋果對臺積電的依賴度也在不斷增加。

　　以蘋果正在自研的5G芯片為例，對臺積電而言，拿下蘋果5G基帶及射頻芯片大單，將明顯推升其營收及獲利水平。據(jù)悉，以蘋果每一代iPhone手機備貨量約2億支計算，應(yīng)用在iPhone 15的第一代5G基帶芯片的5nm制程晶圓總投片量將高達15萬片，配套射頻芯片的7nm總投片量將達到8萬片，因此，臺積電5nm及7nm產(chǎn)能有望一路滿載到2024年。

　　增量二：M系列處理器

　　除了，手機相關(guān)芯片，蘋果的Mac和MacBook等個人電腦產(chǎn)品也在大規(guī)模轉(zhuǎn)向?qū)�入自研的Arm架構(gòu)Apple Silicon處理器(M系列處理器)，而這一部分也是由臺積電代工生產(chǎn)的。

　　目前，蘋果的M1處理器已經(jīng)量產(chǎn)，并裝配到其MacBook電腦中，擁有了一定的市場占有率，實際上，過去這么多年里，蘋果的MacBook一直采用的是英特爾的CPU，而英特爾和臺積電是當下最高水平CPU芯片制造兩強，因此，M1對英特爾的CPU的替代，在很大程度上就是臺積電制造對英特爾制造的替代，其相關(guān)性能與臺積電的芯片制造水平直接相關(guān)。

　　首先，M1處理器是基于Arm架構(gòu)的，而英特爾CPU是x86的，實際上，這也是臺積電與英特爾CPU的最大區(qū)別，在過去十年，也是臺積電快速發(fā)展的十年，臺積電就是憑借在以Arm為基礎(chǔ)架構(gòu)的手機芯片代工市場的成功而奠定行業(yè)地位的，或者說，生產(chǎn)x86芯片并不是臺積電的傳統(tǒng)項目，這方面，也只是隨著近幾年AMD轉(zhuǎn)投臺積電，且市場規(guī)模不斷擴大的情況下，才在x86處理器方面有更多涉獵。因此，一定意義上，蘋果M1處理器對英特爾CPU的替代，也是臺積電Arm處理器制造水平的體現(xiàn)，可以在保持先天功耗優(yōu)勢的情況下，在性能方面不輸給x86處理器。

　　在M1處理器基礎(chǔ)上，蘋果還在迭代自研的MacBook處理器，下一代將是M1X，而這款芯片將更加依賴于臺積電的芯片制造和封裝技術(shù)，主要原因在于它將全面采用Chiplet技術(shù)。

　　Chiplet技術(shù)是一種封裝處理器的新方法，解決內(nèi)核和內(nèi)存擴展挑戰(zhàn)。而這就需要與臺積電新型集成SoC系統(tǒng)(SoIC)和3D Fabric技術(shù)深度融合。

　　據(jù)悉，新款14英寸和16英寸MacBook Pro將采用代號為Jade C-Chop和Jade C-Die的兩款新芯片(M1X的不同變體)，每個芯片將是10個內(nèi)核(8個高性能和2個低功耗內(nèi)核)。這兩款芯片都將提供 16 和 32 個 GPU 核心，以及高達 64GB 的 RAM。

　　M1X 可能有多個分裝芯片變體，使蘋果能夠通過提供禁用有缺陷內(nèi)核的芯片版本來最大限度地提高晶圓產(chǎn)量。M1X 可能有 10 核和 8 核版本，由于蘋果轉(zhuǎn)向臺積電5NP(5nm制程的性能版本)工藝節(jié)點，后者的性能仍然優(yōu)于 M1。Jade C-Chop 的變體可能帶有 10、12 和 14 個 GPU 內(nèi)核，Jade C-Die 芯片可能是具有兩個M1X 芯片的Chiplet (SoIC) 封裝。同樣，蘋果可以為16英寸MacBook Pro提供 20、24或28個GPU內(nèi)核，可能還有 16 個 CPU 內(nèi)核選項。

　　憑借全新的Chiplet模塊化設(shè)計，蘋果可以提供更多的芯片和價格選擇。

　　另外，新的 Mac Pro有望配備名為Jade 2C-Die 和 Jade 4C-Die 的新芯片，有 20 和 40 核變體。這些代號的關(guān)鍵之處在于數(shù)字 2 和 4。它們是否意味著是M1X芯片的兩倍和四倍?

　　由于 Mac Pro 的散熱性能完全不同，因為外殼比所有其他類型的 Mac 電腦都要大得多，因此 蘋果可以提高 M1X 的時鐘頻率。另一種解釋可能是 Jade 2C-Die 和 Jade 4C-Die 是基于臺積電4nm或3nm制程工藝構(gòu)建的芯片。由于下一款 Mac Pro 將于2022年推出，Jade 2C-Die 和 4C-Die 可能是M1X的下一代，也就是M2，它同樣是基于Chiplet技術(shù)構(gòu)建的。

　　結(jié)語

　　以上提到的5G基帶芯片，以及M系列處理器，都屬于蘋果的新產(chǎn)品，它們對于臺積電來說，是兩塊很有發(fā)展前景的增量市場，無論是芯片數(shù)量，還是涉及的先進制程工藝，臺積電都非常值得投入各種資源。

　　與此同時，過去這些年，蘋果的A系列手機AP處理器一直在臺積電代工生產(chǎn)，雙方合作穩(wěn)定，這一“常量”也是雙方合作的基礎(chǔ)保障。

　　因此，作為臺積電的第一大客戶，特別是在先進制程方面，蘋果的重要性越來越凸出，反過來，蘋果對臺積電的依賴度也在不斷提升。在未來多年內(nèi)，雙方都很難找到彼此的替代者。