CPU IP公司晶心科技宣布去年采用其指令集架构的系统芯片出货量突破10亿颗
06-06
刚推出时正值巅峰，这几乎就是苹果M芯片的真实写照。
▲ 苹果的 UltraFusion 架构打破了规则。
过去，MacBook 专注于优雅的设计和 macOS 生态优势。
不过，在开始改用M芯片之后，MacBook最大的特点逐渐变成了自研芯片。
发布会上，对于新款MacBook来说，焦点也逐渐从设计、制造工艺和跨平台生态转向新芯片如何改进。
然而，在M1系列的高光下，今年的M2芯片却变得黯淡了许多。
这可能是由于高期望造成的反差，但主要原因是它采用了与M1相同的台积电5nm工艺。
尽管苹果拥有最强大的 Arm 芯片设计团队，但它也无法逃脱物理限制。
M2采用了与A15类似的Avalanche性能核心和Blizzard能效核心，M2增加了核心数量、芯片面积和晶体管总数。
经过一次运算后，M2 相比 M1 的 CPU 性能提升了 18%，GPU 性能提升了 35%。
从数值上看，似乎是一次比较明显的迭代升级。
但在实际应用中，搭载M2的产品却存在不少问题（SSD变慢、频率降低、核心过热），不如同期的M1产品。
事实上，在M2发布之前，就有消息称台积电正在努力试产第一代3nm工艺芯片，而苹果也将是第一个客户。
随着5nm M2的推出，DigiTimes报道称，苹果已经承包了台积电所有3nm芯片产能，不仅用于M3芯片，还用于生产M2 Pro和M2 Max芯片。
这样一来，在3nm工艺下，M2 Pro和M2 Max将会有显着的能效提升，远远超过M2芯片。
在一代芯片中使用不同工艺的情况在业界也很少见。
成本太高，没人下单。
台积电放弃N3工艺。
对于3nm芯片，不仅是苹果，Intel、AMD、Nvidia都在排队等待台积电的3nm产能，供不应求。
▲ 晶圆厂18负责生产3nm芯片。
图片来自：台积电。
台积电也如期试产了3nm芯片，并达到了相应的生产良率。
不过，近日有消息称，台积电内部已决定放弃N3工艺。
从积极生产到放弃的大转变，根本原因其实很简单，那就是生产成本太高，高到连苹果都不愿意使用。
而且，相比N5工艺，台积电的N3工艺性能提升了10~15%，功耗降低了25%~30%，这与高投入有些不成比例。
根据台积电的规划，3nm节点有四种工艺：N3、N3E、N3P、N3X。
可以理解，3nm节点已有四代制造工艺，性能、晶体管数量、成熟度逐代提升。
在放弃第一代3nm工艺N3之后，台积电也开始准备更具成本效益且成熟的N3E第二代工艺。
能效比相比N5工艺提升更为明显，但量产时间可能会推迟到下半年。
这也意味着原计划今年发布的M2 Pro和M2 Max芯片仍将采用与M2相同的5nm工艺。
再加上MacBook Pro设计不变，其升级迭代策略与英特尔之前的“Tick-Tock升级理论”非常相似。
三星认为自己在3nm上领先，是目前唯一可以在高端芯片代工方面与台积电直接竞争的企业。
在即将到来的3nm工艺节点的争夺中，三星一方面战略性放弃5nm，另一方面花费巨资建厂、建设产线来堆叠产能。
并于7月宣布三星半导体已完成3nm芯片的量产和出货。
不过，三星这两年在芯片代工上频频翻车。
昔日主要客户高通、AMD、英伟达均已将新订单交给台积电。
似乎没有足够财力的客户来定制3nm芯片。
外媒查询出货清单时，只找到了一家名为上海盘思的半导体公司。
该公司主营业务为虚拟货币矿机芯片设计，规模有限。
再加上目前虚拟货币市场低迷，三星接到了多少订单还很难说。
另一方面，曾经的老客户高通在得知3nm投产后并没有急于投产，而是采取了观望态度。
出货量并不大，外界也猜测三星量产3nm芯片更像是一种“营销工具”，不排除采用试产芯片进行量产。
▲ 三星3nm主要依靠Exynos出货。
三星半导体接连失去大客户。
目前，Exynos芯片部门仅剩1家大客户。
只是最近，Exynos芯片虽然吸引了AMD，但还是开局不利，并且传出消息称3nm芯片的生产将推迟，最早要到2020年第二代3nm工艺量产。
。
除了Exynos芯片部门之外，谷歌的Tensor自研芯片将继续由三星半导体代工。
预计Tenor 3上将采用三星3nm工艺，时间定在下半年，与台积电N3E量产时间相差不大。
不过，谷歌的Pixel系列并不是智能手机市场的主要出货量。
去年年底，其全球份额仅占3%，远远落后于高通。
三星方面表示，确实已经率先实现3nm量产，但后续代工芯片的出货情况还不清楚。
我闻到了手机芯片的牙膏味。
对于当今的高端移动芯片来说，先进的制造工艺已成为其能效增长的主要因素。
原本预计今年年底量产出货的3nm芯片，由于成本过高而被推迟，这可能会造成高端移动芯片的增长瓶颈。
▲ 图片来自：computerworld 4nm 和 5nm 仍将成为近年来高端芯片的主流制造工艺，其能效比可能达不到之前创新带来的大步。
即使3nm按照原计划年底量产，从成本考虑也很难回到之前的状态。
▲台积电总裁魏哲家 图片来自：anandtech 台积电总裁魏哲家在技术研讨会上表示，“高端和全球供应系统的时代已经过去了”。
随着许多国家争相在中国建厂，后续的生产成本也会上升。
” 包括通货膨胀在内，芯片成本正在快速上涨。
“台积电第一代3nm芯片成本居高不下可能与这个原因有关。
另外，按照台积电的计划，N2工艺的年度试产已经越来越接近该工艺的物理极限。
并且随着先进制造工艺的进步，晶体管密度的增加也带来了热量积累问题。
这个时候，像Apple M那样疯狂堆核心来增加芯片面积已经行不通了。
昨天AMD如期公布了Zen4架构。
生产工艺从7nm升级到5nm后，芯片面积减少了12%，但晶体管数量却增加了58%。
相应的，Ryzen系列处理器相比上一代也有了明显的提升，尤其是在多核性能方面。
▲ Ryzen 9 在美好的未来，芯片将不会完全受代工工艺控制，会有更灵活的升级方式。
在3nm工艺量产的怀疑下，厂商的芯片设计可能也需要提前布局新的架构，以避免能效瓶颈。
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