歷代 iPhone 為什麼只有 6s 惹“芯片門”？

早在今年新一代iPhone面世之前，業界就已經得到消息稱iPhone 6s/ Plus使用的A9芯片將交給台積電與三星兩家芯片工廠代工。其中，三星使用的工藝是14nm FinFET，台積電則是16nm FinFET工藝。iPhone 6s上市後，專業機構的拆解分析迅速證明了以上傳聞，且大量用户通過軟件獲取的芯片數據顯示三星和台積電的代工比例約為2：3 。
令人驚訝的是，最近許多用户對兩種版本的iPhone 6s的功耗、續航測試表明台積電生產的A9芯片看起來有更好的性能功耗表現。一些測試中，台積電版本的6s在續航能力方面相比三星版本的優勢高達30%甚至更多。一時間輿論譁然，連蘋果官方都要出來澄清事實，勸説消費者不要為芯片生產方操心。“芯片代工門”成了這段時間的熱點話題。

那麼，蘋果為何要選擇兩家工廠來共同代工手機最重要的組件，三星和台積電的工藝水平真的有顯著差異嗎？

歷史

時間倒回1998年，當時，剛剛回到蘋果重掌大權的喬布斯率領團隊拿出的第一個新產品就是五彩繽紛的一體機：iMac。漂亮的iMac一發布就吸引了廣泛讚譽，消費者熱情的訂單蜂擁而至。然而就在iMac的市場反響最熱烈的時候，蘋果卻沮喪地發現自己的工廠無法及時滿足龐大的訂單。一再拖延的交貨時間讓用户的熱情迅速冷卻，也讓蘋果損失了大量潛在用户。第一代iMac最終的市場成績並不突出，供應鏈的缺陷是主要原因之一。

經歷失敗後喬布斯痛定思痛，開始將供應鏈管理當作一等大事高度重視。數年後蘋果iPod征服了全球數字隨身聽市場，那時的蘋果已經有了一套成熟高效的供應鏈戰略，其中的關鍵一環就是零配件雙供應商策略。

引用所謂雙供應商，就是產品的每種組件都交給兩家實力相近、水平相當的工廠來代工。這樣代工成本會因為兩家工廠的競爭而保持在低水平，且其中一家出現特殊情況無法滿足產量需求時另一家可以快速補上，大大降低了產能不足的風險。

雖然這樣的策略要求蘋果在每種組件上都要花費兩筆開模、調試等費用，但這點代價與熱銷的蘋果產品帶來的利潤相比微不足道。十餘年來，雙供應商策略幫助蘋果成為全球供應鏈管理水平最高的企業之一。然而雖然蘋果幾大產品線的幾乎所有零部件都有至少兩家工廠代工，卻有一樣重要的組件一直無法實施這一策略。這就是手機、平板、PC最重要的部件：主芯片。
芯片代工的難題

高性能芯片的製造是人類工業力量的巔峰之作。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，如此高端的技術遠非普通企業所能掌握。

幾十年以來，業界只有寥寥數家企業掌握着一流的芯片製造工藝，而即便是這幾家企業之間也往往有着明顯的水平差異。

業界老大Intel雖然能力最強，但是自家工廠不對他人開放，即使是財大氣粗的蘋果也不例外；台灣台積電和韓國三星是Intel之外芯片製造水平最好的兩家企業，而它們也有各自的優勢和劣勢——

引用台積電專注代工三十年，水平僅次於Intel，然而每一代新工藝的進度總是比計劃推遲半年甚至一年；三星工藝水平進步神速，但是產能一直沒有大幅擴張，無法滿足太龐大的訂單需求。

前些年蘋果一直選擇三星為芯片代工廠，但到了A8這一代，台積電以很有競爭力的價格獲得了蘋果青睞。雖然台積電的20nm工藝水平不怎麼樣，也還是如期完成了蘋果的龐大訂單。

與一般的零件製造不同，芯片製造的流程相當複雜。芯片的邏輯電路代碼確定後，將電路邏輯“畫”到硅片上的過程是一項艱難的任務。相當麻煩的是電路的具體佈線方式與芯片工廠的工藝特性直接相關。同一套芯片代碼用不同的製造工藝來實現，具體的電路佈線會有很大差異。

而不同工廠之間的工藝特性都是不同的，意味着如果一顆芯片想要交給兩家工廠來生產，芯片設計方就必須為兩家各自設計出不同的電路佈線方案。此外，由於代工企業間的工藝差異，很可能不同工廠生產的同款芯片的性能、面積、能耗都有區別。很多時候這些區別會大到消費者難以接受的程度，而要讓兩家代工企業做出各方面指標都接近的芯片非常困難。
不僅如此，在兩家工廠生產芯片需要兩倍的流片次數，而每一次的流片都需要鉅額資金投入；同時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。

雙代工廠策略：成功的冒險

因為以上原因，過去極少有企業的芯片是由兩家代工廠聯合生產的，蘋果也自然不例外。然而到了2014年，蘋果發現自己不得不面對一個“幸福的難題”：

引用iPhone的需求量如此龐大，如果下一代iPhone芯片使用最新的製造工藝，很可能沒有哪家代工廠能夠獨自提供足夠的產能—A8已經用上了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能的麻煩，何況是其它企業；如果為了保證產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若繼續用這個檔次的芯片還會有什麼吸引力？

在這樣的背景下，蘋果決定打破常規，首次在芯片製造領域全面實施雙供應商策略。而蘋果選擇的兩大合作伙伴就是三星與台積電，Intel之外業界水平最強的兩家供應商。

本來三星的新一代14nm製造工藝的進度是比較落後的，趕不上iPhone 6s的進度。但之前三星從台積電那裏挖來了關鍵人才，從而大大加快了14nm工藝的進程，最後竟提前台積電同代工藝多達半年時間（此事讓台積電大為光火，然而卻也無可奈何）。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Galaxy旗艦手機銷量不高，到了下半年三星的芯片工廠有了很多空餘的產能供蘋果使用。台積電這邊，16nm工藝的進度一直堪憂，甚至一度有傳言説其難以在15年內完成。好在台積電緊趕慢跑，終於在6s發佈前大規模量產16nm工藝。

到了6月，蘋果總算確定了兩家企業代工A9的訂單比例：三星佔4成，台積電佔6成。
不得不説，這次蘋果的計劃還是冒了相當的風險的——

引用三星的產能擴張速度緩慢，而台積電跳票的傳統歷史悠久，如果後者未能如期完成量產，前者又無法補上空缺，蘋果將面臨6s嚴重缺貨的慘痛事實，損失可能達數百億美元。

還好，到了8月份兩家工廠一切正常，A9芯片進入大規模生產階段。

最終，新一代iPhone創下了驚人的紀錄：由於PC市場低迷，Intel新一代工藝產能遲遲不能提升，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8000萬顆面積100平方毫米的A9芯片出廠，遠遠超過PC業約上千萬顆平均200平方毫米CPU的產量水平。這樣的恐怖需求量顯然不是三星或台積電任何一家能獨立滿足的。蘋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供應的一個問題就是難以保證不同版本的產品有接近的性能。那麼，蘋果這次解決了這一問題嗎？下篇文章我們來詳細討論這個問題。

資料來源：雷鋒網
作者/編輯：王強