iPhone6S“芯片門(mén)”的背后

iPhone“芯片門(mén)”成為熱點(diǎn)話(huà)題，背后又有哪些故事呢？

早在今年新一代iPhone面世之前，業(yè)界就已經(jīng)得到消息稱(chēng)iPhone 6s/ Plus使用的A9芯片將交給臺積電與三星兩家芯片工廠(chǎng)代工。其中，三星使用的工藝是14nm FinFET，臺積電則是16nm FinFET工藝。iPhone 6s上市后，專(zhuān)業(yè)機構的拆解分析迅速證明了以上傳聞，且大量用戶(hù)通過(guò)軟件獲取的芯片數據顯示三星和臺積電的代工比例約為2：3 。

令人驚訝的是，最近許多用戶(hù)對兩種版本的iPhone 6s的功耗、續航測試表明臺積電生產(chǎn)的A9芯片看起來(lái)有更好的性能功耗表現。一些測試中，臺積電版本的6s在續航能力方面相比三星版本的優(yōu)勢高達30%甚至更多。一時(shí)間輿論嘩然，連蘋(píng)果官方都要出來(lái)澄清事實(shí)，勸說(shuō)消費者不要為芯片生產(chǎn)方操心。“芯片代工門(mén)”成了這段時(shí)間的熱點(diǎn)話(huà)題。

那么，蘋(píng)果為何要選擇兩家工廠(chǎng)來(lái)共同代工手機最重要的組件，三星和臺積電的工藝水平真的有顯著(zhù)差異嗎？

歷史

時(shí)間倒回1998年，當時(shí)，剛剛回到蘋(píng)果重掌大權的喬布斯率領(lǐng)團隊拿出的第一個(gè)新產(chǎn)品就是五彩繽紛的一體機：iMac。漂亮的iMac一發(fā)布就吸引了廣泛贊譽(yù)，消費者熱情的訂單蜂擁而至。然而就在iMac的市場(chǎng)反響最熱烈的時(shí)候，蘋(píng)果卻沮喪地發(fā)現自己的工廠(chǎng)無(wú)法及時(shí)滿(mǎn)足龐大的訂單。一再拖延的交貨時(shí)間讓用戶(hù)的熱情迅速冷卻，也讓蘋(píng)果損失了大量潛在用戶(hù)。第一代iMac最終的市場(chǎng)成績(jì)并不突出，供應鏈的缺陷是主要原因之一。

經(jīng)歷失敗后喬布斯痛定思痛，開(kāi)始將供應鏈管理當作一等大事高度重視。數年后蘋(píng)果iPod征服了全球數字隨身聽(tīng)市場(chǎng)，那時(shí)的蘋(píng)果已經(jīng)有了一套成熟高效的供應鏈戰略，其中的關(guān)鍵一環(huán)就是零配件雙供應商策略。

所謂雙供應商，就是產(chǎn)品的每種組件都交給兩家實(shí)力相近、水平相當的工廠(chǎng)來(lái)代工。這樣代工成本會(huì )因為兩家工廠(chǎng)的競爭而保持在低水平，且其中一家出現特殊情況無(wú)法滿(mǎn)足產(chǎn)量需求時(shí)另一家可以快速補上，大大降低了產(chǎn)能不足的風(fēng)險。

雖然這樣的策略要求蘋(píng)果在每種組件上都要花費兩筆開(kāi)模、調試等費用，但這點(diǎn)代價(jià)與熱銷(xiāo)的蘋(píng)果產(chǎn)品帶來(lái)的利潤相比微不足道。十余年來(lái)，雙供應商策略幫助蘋(píng)果成為全球供應鏈管理水平最高的企業(yè)之一。然而雖然蘋(píng)果幾大產(chǎn)品線(xiàn)的幾乎所有零部件都有至少兩家工廠(chǎng)代工，卻有一樣重要的組件一直無(wú)法實(shí)施這一策略。這就是手機、平板、PC最重要的部件：主芯片。

芯片代工的難題

高性能芯片的制造是人類(lèi)工業(yè)力量的巔峰之作。在區區數百平方毫米的硅片上蝕刻數十億晶體管，晶體管間的間隔只有幾十納米，一顆芯片擁有每秒數千億次的計算能力，成本卻低至幾十美元，如此高端的技術(shù)遠非普通企業(yè)所能掌握。

幾十年以來(lái)，業(yè)界只有寥寥數家企業(yè)掌握著(zhù)一流的芯片制造工藝，而即便是這幾家企業(yè)之間也往往有著(zhù)明顯的水平差異。

業(yè)界老大Intel雖然能力最強，但是自家工廠(chǎng)不對他人開(kāi)放，即使是財大氣粗的蘋(píng)果也不例外；臺灣臺積電和韓國三星是Intel之外芯片制造水平最好的兩家企業(yè)，而它們也有各自的優(yōu)勢和劣勢——

臺積電專(zhuān)注代工三十年，水平僅次于Intel，然而每一代新工藝的進(jìn)度總是比計劃推遲半年甚至一年；三星工藝水平進(jìn)步神速，但是產(chǎn)能一直沒(méi)有大幅擴張，無(wú)法滿(mǎn)足太龐大的訂單需求。

前些年蘋(píng)果一直選擇三星為芯片代工廠(chǎng)，但到了A8這一代，臺積電以很有競爭力的價(jià)格獲得了蘋(píng)果青睞。雖然臺積電的20nm工藝水平不怎么樣，也還是如期完成了蘋(píng)果的龐大訂單。

與一般的零件制造不同，芯片制造的流程相當復雜。芯片的邏輯電路代碼確定后，將電路邏輯“畫(huà)”到硅片上的過(guò)程是一項艱難的任務(wù)。相當麻煩的是電路的具體布線(xiàn)方式與芯片工廠(chǎng)的工藝特性直接相關(guān)。同一套芯片代碼用不同的制造工藝來(lái)實(shí)現，具體的電路布線(xiàn)會(huì )有很大差異。

而不同工廠(chǎng)之間的工藝特性都是不同的，意味著(zhù)如果一顆芯片想要交給兩家工廠(chǎng)來(lái)生產(chǎn)，芯片設計方就必須為兩家各自設計出不同的電路布線(xiàn)方案。此外，由于代工企業(yè)間的工藝差異，很可能不同工廠(chǎng)生產(chǎn)的同款芯片的性能、面積、能耗都有區別。很多時(shí)候這些區別會(huì )大到消費者難以接受的程度，而要讓兩家代工企業(yè)做出各方面指標都接近的芯片非常困難。

不僅如此，在兩家工廠(chǎng)生產(chǎn)芯片需要兩倍的流片次數，而每一次的流片都需要巨額資金投入；同時(shí)間設計兩套電路方案也自然需要更多的工程師勞力，對人力資源也是一大考驗。

雙代工廠(chǎng)策略：成功的冒險

因為以上原因，過(guò)去極少有企業(yè)的芯片是由兩家代工廠(chǎng)聯(lián)合生產(chǎn)的，蘋(píng)果也自然不例外。然而到了2014年，蘋(píng)果發(fā)現自己不得不面對一個(gè)“幸福的難題”：

iPhone的需求量如此龐大，如果下一代iPhone芯片使用最新的制造工藝，很可能沒(méi)有哪家代工廠(chǎng)能夠獨自提供足夠的產(chǎn)能—A8已經(jīng)用上了20nm工藝，再往下走就是14/16nm，就連Intel都在這代工藝上遇到了產(chǎn)能的麻煩，何況是其它企業(yè)；如果為了保證產(chǎn)能而放棄使用新工藝，下一代iPhone的競爭力必將大受影響。

20nm的A8芯片只能跑到1.5GHZ，6s若繼續用這個(gè)檔次的芯片還會(huì )有什么吸引力？

在這樣的背景下，蘋(píng)果決定打破常規，首次在芯片制造領(lǐng)域全面實(shí)施雙供應商策略。而蘋(píng)果選擇的兩大合作伙伴就是三星與臺積電，Intel之外業(yè)界水平最強的兩家供應商。

本來(lái)三星的新一代14nm制造工藝的進(jìn)度是比較落后的，趕不上iPhone 6s的進(jìn)度。但之前三星從臺積電那里挖來(lái)了關(guān)鍵人才，從而大大加快了14nm工藝的進(jìn)程，最后竟提前臺積電同代工藝多達半年時(shí)間（此事讓臺積電大為光火，然而卻也無(wú)可奈何）。結果，三星的Galaxy S6早在今年春就用上了14nm工藝的芯片，一舉拔得頭籌。

不過(guò)Galaxy旗艦手機銷(xiāo)量不高，到了下半年三星的芯片工廠(chǎng)有了很多空余的產(chǎn)能供蘋(píng)果使用。臺積電這邊，16nm工藝的進(jìn)度一直堪憂(yōu)，甚至一度有傳言說(shuō)其難以在15年內完成。好在臺積電緊趕慢跑，終于在6s發(fā)布前大規模量產(chǎn)16nm工藝。

到了6月，蘋(píng)果總算確定了兩家企業(yè)代工A9的訂單比例：三星占4成，臺積電占6成。

不得不說(shuō)，這次蘋(píng)果的計劃還是冒了相當的風(fēng)險的——

三星的產(chǎn)能擴張速度緩慢，而臺積電跳票的傳統歷史悠久，如果后者未能如期完成量產(chǎn)，前者又無(wú)法補上空缺，蘋(píng)果將面臨6s嚴重缺貨的慘痛事實(shí)，損失可能達數百億美元。

還好，到了8月份兩家工廠(chǎng)一切正常，A9芯片進(jìn)入大規模生產(chǎn)階段。

最終，新一代iPhone創(chuàng )下了驚人的紀錄：由于PC市場(chǎng)低迷，Intel新一代工藝產(chǎn)能遲遲不能提升，iPhone得以一舉超越PC，成為使用新工藝數量最多的設備。

2015年第四季度預計將有超過(guò)8000萬(wàn)顆面積100平方毫米的A9芯片出廠(chǎng)，遠遠超過(guò)PC業(yè)約上千萬(wàn)顆平均200平方毫米CPU的產(chǎn)量水平。這樣的恐怖需求量顯然不是三星或臺積電任何一家能獨立滿(mǎn)足的。蘋(píng)果的反常規策略取得了豐厚的回報。

前面提到，芯片選擇多家代工廠(chǎng)供應的一個(gè)問(wèn)題就是難以保證不同版本的產(chǎn)品有接近的性能。那么，蘋(píng)果這次解決了這一問(wèn)題嗎？下篇文章我們來(lái)詳細討論這個(gè)問(wèn)題。

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