盡管蘋果近年來由于創(chuàng)新缺失,受到越來越多的詬病,但蘋果的一舉一動,仍是全球科技界焦點。
最近有消息稱,蘋果計劃為2026年發(fā)布的iPhone 18系列及折疊屏機型iPhone 18 Fold(傳聞中的名稱),配備基于臺積電第二代2nm工藝(N2)的A20芯片。
6月3日,業(yè)界有消息稱,臺積電N2制程的工程驗證數(shù)據(jù)顯示,采用N2工藝的晶圓,試產(chǎn)良率超60%,遠超行業(yè)預(yù)期。
作為臺積電首款采用全環(huán)繞柵極(GAA)技術(shù)的量產(chǎn)工藝,N2相比初代3nm(N3),在相同功耗下,運算速度提升15%,晶體管集成度提高30%,能耗降低30%。
臺積電在2024年國際電子器件會議(IEDM)中明確,其256MB SRAM模塊良率已超過90%,顯示出成熟的量產(chǎn)準備能力。
相比于性能,臺積電N2工藝的封裝技術(shù)革新才是更大亮點。自從摩爾定律放緩,芯片技術(shù)更新,越來越集中在封裝技術(shù)領(lǐng)域。
此次技術(shù)更新的核心是晶圓級多芯片模塊(WMCM:Wafer-Level Multi-Chip Module)封裝技術(shù)的首次應(yīng)用。
這項技術(shù)突破傳統(tǒng)封裝模式,在晶圓層級直接集成SoC與DRAM等組件,省略中介層或基板,實現(xiàn)封裝面積縮減10%-15%。
據(jù)行業(yè)分析機構(gòu)TechInsights的技術(shù)拆解,這種集成方式通過縮短信號傳輸路徑,可提升數(shù)據(jù)傳輸效率并降低能耗。
通俗而言,傳統(tǒng)封裝需要先切割晶圓再單獨封裝芯片,而WMCM直接在晶圓上完成多顆芯片的堆疊與互聯(lián),最后整體切成模塊。
這意味著芯片之間的信號路徑縮短70%+,寄生電阻、電容大幅降低,信號傳輸速度和能效比顯著提升。
換句話說,原本需要多個獨立芯片協(xié)同的任務(wù)(如AI計算、影像處理),現(xiàn)在通過WMCM封裝,就能在一個模塊內(nèi)全部完成。智能手機運行速度和響應(yīng)靈敏度,將顯著比現(xiàn)在更好。更難得的是,這次是可感知的C端體驗。
Counterpoint調(diào)研顯示,僅23%的高端智能手機用戶能明確感知芯片工藝升級帶來的體驗差異,而62%的用戶更關(guān)注續(xù)航、攝像頭等顯性功能。
故而,蘋果要有能力將WMCM的能效優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為可感知的續(xù)航延長,或?qū)崿F(xiàn)更好的散熱優(yōu)化,而不能再次陷入?yún)?shù)“優(yōu)化”窘境。
臺積電為蘋果在中國臺灣的嘉義AP7廠開設(shè)了WMCM專用產(chǎn)線,預(yù)計2026年第四季度實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn),初期月產(chǎn)能3萬片,2027年提升至8萬片+。
華爾街見聞注意到,蘋果與臺積電的深度技術(shù)綁定正在持續(xù)強化。
作為臺積電先進制程35%收入的貢獻者(據(jù)臺積電2024年財報),蘋果的WMCM專用產(chǎn)線采用“專廠專用”模式,既保障供應(yīng)穩(wěn)定性,也推動智能手機芯片向“異構(gòu)集成”方向轉(zhuǎn)型。
盡管三星同步開發(fā)的2nm GAA工藝因初期良品率不足60%(韓國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù))暫時落后,但安卓陣營已加速跟進:高通計劃2027年試點類似的多芯片集成方案,聯(lián)發(fā)科則通過與臺積電合作開發(fā)3D封裝技術(shù)縮小差距。
產(chǎn)品設(shè)計層面,WMCM賦予蘋果靈活的分層策略:A20芯片(SoC)可通過集成專用組件強化高性能計算能力,基礎(chǔ)版機型則通過簡化封裝控制成本。
這種模塊化設(shè)計與蘋果Mac產(chǎn)品線的M系列芯片架構(gòu)形成技術(shù)共振,推動移動設(shè)備與PC芯片生態(tài)的深度融合。
臺積電技術(shù)資料顯示,WMCM封裝可將芯片結(jié)溫(Junction Temperature:衡量器件熱特性的核心參數(shù))降低5℃-8℃,顯著提升設(shè)備在高負載場景下的性能穩(wěn)定性。
由此,A20芯片將拋棄沿用多年的InFo-PoP封裝工藝,改用臺積電獨家研發(fā)的WMCM晶圓級多芯片封裝技術(shù)。
A20芯片采用的WMCM封裝工藝,有利于提升端側(cè)算力,推動iPhone向“邊緣AI終端”進化,可支持輕量級大語言模型運行、實時生成式AI等復(fù)雜任務(wù)。
這對iOS系統(tǒng)的底層優(yōu)化提出更高要求:需在AI任務(wù)調(diào)度、功耗控制、散熱管理之間實現(xiàn)精準平衡,避免重蹈iPhone 15系列因散熱設(shè)計導(dǎo)致的性能波動問題,真正釋放硬件潛力。
蘋果芯片技術(shù)的革新,本質(zhì)上是對“超越摩爾”理念的實踐:通過系統(tǒng)級集成突破單一制程微縮的物理極限。