[轉載] 台積電為什麼完勝三星？ 一顆iPhone處理器解密

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2015-10-15 23:00 上傳

作者：陳良榕 2015-10-15 Web Only
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新款蘋果iPhone6s和6s Plus，首度由兩家廠商代工蘋果自行設計的處理器A9，也就是台積電和三星。此事台灣科技業、股民人盡皆知。直到著名的美國網站iFixit拆解兩款蘋果剛上市手機，發現台積電和三星製造的A9處理器，型號竟然不同，且可輕易辨識之後，全球才引發一股實測「台積貨」與「三星貨」效能差異的熱潮。
全球網民並驚訝的發現，依播放影片、跑測試軟體等不同方法，台積版處理器最高可比三星版省上近30%的電力。
此後在香港與其他國家掀起的拒買「三星貨」聲浪，逼著蘋果出面回應。蘋果發給美國著名科技網站Techcrunch的官方聲明為：「部分實驗室讓處理器維持高負載狀態，直到電力耗盡。這不符合真實生活的情境…我們的測試數據以及顧客資料(編按:監測已售出的蘋果手機)顯示，採用所有不同零件iPhone6s和6s Plus的真實電池壽命差異，差異僅在2-3%之間。」
但Techcrunch指出，蘋果以所有消費者的平均使用情境來看省電效能並不盡合理。因為不間斷的打手機遊戲、看視訊，可能正是某些科技重度使用者的「一般情境」，而那群人正是最在乎電池續航力的一群。
為什麼台積電製程在高負載狀態，能較對手大幅省電？
一位不願具名的電機系教授表示，台積電針對最新的16奈米FinFET製程，曾發表16篇技術論文；但從中看不出能大幅省電的端倪。但這不令人意外，台積電實際量產製程的性能，原本就常較公開資料要佳，「他本來就會留一手。」
他依學理分析，過去業界的努力方向，是致力於減少待機時的電力流失。但這回看來，台積電全新製程的強項是在高負載，能以更少的耗電量讓電晶體運作，「這就非常厲害。」
然而，不少人質疑，三星是14奈米製程，較台積電的16奈米製程為小。理論上，不是半導體製程更微小更省電嗎？
其實，這牽扯到台積電、三星兩強之爭，一段暗潮洶湧的角力過程。
一位前台積高階主管，曾向《天下雜誌》透露，台積電用於蘋果的16奈米FinFET製程，原本打算稱為20奈米FinFET。因為該製程的電晶體最小線寬(half-pitch)與量產的前一代20奈米CMOS製程差不多，只是換上革命性的超省電FinFET電晶體。
但客戶反應，你這個製程跟三星幾乎一樣，但三星叫14奈米，你叫20奈米。拿到市場賣，採用台積電製程的產品，很容易被認為落後三星一個世代而吃悶虧。
台積電從善如流，不久後改名，但只敢叫16奈米。「我們至少有點良心，不敢(像三星)那樣隨便叫，」這位前台積高層苦笑著。
回顧半導體製程歷史，過去的技術世代都謹守摩爾定律──一年半到兩年之間，電晶體最小尺度的線寬縮小0.7倍(面積縮小0.49倍，差不多是二分之一)。由國際組織─國際半導體技術藍圖聯盟(ITRS)統籌，帶領業界齊步走。
台積電過去也行禮如儀，90奈米、65奈米、45奈米的依續下去。

但在到了理應2010年上路的32奈米。當時剛回鍋擔任執行長的張忠謀突出奇招，跳過32奈米，推出電晶體面積小了20%的28奈米技術世代，效能、成本遠勝對手的32奈米產品。
三星、IBM、格羅方德陣營措手不及而步調大亂，28奈米因此成為台積電史上最賺錢、稱霸時間最長的一個世代。
這是向來以深思、戰略著稱的張忠謀，較不讓一般人熟悉的戰術面。
有此先例，這回三星「跳過」20奈米，直攻14奈米FinFET，也只能算是「以彼之道，還施彼身」的一次成功反擊。
然而，2016年的A10未來一役，三星卻可能全盤皆輸。
張忠謀四年前宣布台積電要跨入封裝領域，當時震驚業界。但現在證明成果豐碩，台積電最先進的整合扇出型（InFO）晶圓級封裝，可望首度應用在A10處理器。
花旗證券分析師Roland Shu在最新一篇報告表示，InFO業務應該短期內很難賺錢，但卻可以讓台積電建立與對手三星的差異化。如果明年推出的蘋果iPhone7的A10處理器採用InFO技術，基於InFO技術為台積電獨家擁有，「台積電極有可能拿下壓倒性比例的A10訂單。」
一位與台積電關係密切的相關業者也指出，台積電已確定靠著InFO技術，擊敗三星，拿下全部A10訂單。去年，台積電以8500萬美元向高通買下的龍潭廠，即規劃為InFO專用廠。目前已快馬加鞭的裝機、測試，預計明年第2季將開始量產，迎接A10訂單。
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