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早在今年新一代iPhone面世之前,業(yè)界就已經(jīng)得到消息稱iPhone 6s/ Plus使用的A9芯片將交給臺(tái)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,臺(tái)積電則是16nm FinFET工藝。iPhone 6s上市后,專業(yè)機(jī)構(gòu)的拆解分析迅速證明了以上傳聞,且大量用戶通過軟件獲取的芯片數(shù)據(jù)顯示三星和臺(tái)積電的代工比例約為2:3 。
令人驚訝的是,最近許多用戶對(duì)兩種版本的iPhone 6s的功耗、續(xù)航測(cè)試表明臺(tái)積電生產(chǎn)的A9芯片看起來有更好的性能功耗表現(xiàn)。一些測(cè)試中,臺(tái)積電版本的6s在續(xù)航能力方面相比三星版本的優(yōu)勢(shì)高達(dá)30%甚至更多。一時(shí)間輿論嘩然,連蘋果官方都要出來澄清事實(shí),勸說消費(fèi)者不要為芯片生產(chǎn)方操心?!靶酒らT”成了這段時(shí)間的熱點(diǎn)話題。
那么,蘋果為何要選擇兩家工廠來共同代工手機(jī)最重要的組件,三星和臺(tái)積電的工藝水平真的有顯著差異嗎?
歷史
時(shí)間倒回1998年,當(dāng)時(shí),剛剛回到蘋果重掌大權(quán)的喬布斯率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)拿出的第一個(gè)新產(chǎn)品就是五彩繽紛的一體機(jī):iMac。漂亮的iMac一發(fā)布就吸引了廣泛贊譽(yù),消費(fèi)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,蘋果卻沮喪地發(fā)現(xiàn)自己的工廠無法及時(shí)滿足龐大的訂單。一再拖延的交貨時(shí)間讓用戶的熱情迅速冷卻,也讓蘋果損失了大量潛在用戶。第一代iMac最終的市場(chǎng)成績(jī)并不突出,供應(yīng)鏈的缺陷是主要原因之一。
經(jīng)歷失敗后喬布斯痛定思痛,開始將供應(yīng)鏈管理當(dāng)作一等大事高度重視。數(shù)年后蘋果iPod征服了全球數(shù)字隨身聽市場(chǎng),那時(shí)的蘋果已經(jīng)有了一套成熟高效的供應(yīng)鏈戰(zhàn)略,其中的關(guān)鍵一環(huán)就是零配件雙供應(yīng)商策略。
所謂雙供應(yīng)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(dāng)?shù)墓S來代工。這樣代工成本會(huì)因?yàn)閮杉夜S的競(jìng)爭(zhēng)而保持在低水平,且其中一家出現(xiàn)特殊情況無法滿足產(chǎn)量需求時(shí)另一家可以快速補(bǔ)上,大大降低了產(chǎn)能不足的風(fēng)險(xiǎn)。
雖然這樣的策略要求蘋果在每種組件上都要花費(fèi)兩筆開模、調(diào)試等費(fèi)用,但這點(diǎn)代價(jià)與熱銷的蘋果產(chǎn)品帶來的利潤相比微不足道。十余年來,雙供應(yīng)商策略幫助蘋果成為全球供應(yīng)鏈管理水平最高的企業(yè)之一。然而雖然蘋果幾大產(chǎn)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(shí)施這一策略。這就是手機(jī)、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工業(yè)力量的巔峰之作。在區(qū)區(qū)數(shù)百平方毫米的硅片上蝕刻數(shù)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(shù)千億次的計(jì)算能力,成本卻低至幾十美元,如此高端的技術(shù)遠(yuǎn)非普通企業(yè)所能掌握。
幾十年以來,業(yè)界只有寥寥數(shù)家企業(yè)掌握著一流的芯片制造工藝,而即便是這幾家企業(yè)之間也往往有著明顯的水平差異。
業(yè)界老大Intel雖然能力最強(qiáng),但是自家工廠不對(duì)他人開放,即使是財(cái)大氣粗的蘋果也不例外;臺(tái)灣臺(tái)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(shì)和劣勢(shì)——
臺(tái)積電專注代工三十年,水平僅次于Intel,然而每一代新工藝的進(jìn)度總是比計(jì)劃推遲半年甚至一年;三星工藝水平進(jìn)步神速,但是產(chǎn)能一直沒有大幅擴(kuò)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,臺(tái)積電以很有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格獲得了蘋果青睞。雖然臺(tái)積電的20nm工藝水平不怎么樣,也還是如期完成了蘋果的龐大訂單。
與一般的零件制造不同,芯片制造的流程相當(dāng)復(fù)雜。芯片的邏輯電路代碼確定后,將電路邏輯“畫”到硅片上的過程是一項(xiàng)艱難的任務(wù)。相當(dāng)麻煩的是電路的具體布線方式與芯片工廠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實(shí)現(xiàn),具體的電路布線會(huì)有很大差異。
而不同工廠之間的工藝特性都是不同的,意味著如果一顆芯片想要交給兩家工廠來生產(chǎn),芯片設(shè)計(jì)方就必須為兩家各自設(shè)計(jì)出不同的電路布線方案。此外,由于代工企業(yè)間的工藝差異,很可能不同工廠生產(chǎn)的同款芯片的性能、面積、能耗都有區(qū)別。很多時(shí)候這些區(qū)別會(huì)大到消費(fèi)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(biāo)都接近的芯片非常困難。
不僅如此,在兩家工廠生產(chǎn)芯片需要兩倍的流片次數(shù),而每一次的流片都需要巨額資金投入;同時(shí)間設(shè)計(jì)兩套電路方案也自然需要更多的工程師勞力,對(duì)人力資源也是一大考驗(yàn)。
雙代工廠策略:成功的冒險(xiǎn)
因?yàn)橐陨显?,過去極少有企業(yè)的芯片是由兩家代工廠聯(lián)合生產(chǎn)的,蘋果也自然不例外。然而到了2014年,蘋果發(fā)現(xiàn)自己不得不面對(duì)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,很可能沒有哪家代工廠能夠獨(dú)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(jìng)爭(zhēng)力必將大受影響。
20nm的A8芯片只能跑到1.5GHZ,6s若繼續(xù)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,蘋果決定打破常規(guī),首次在芯片制造領(lǐng)域全面實(shí)施雙供應(yīng)商策略。而蘋果選擇的兩大合作伙伴就是三星與臺(tái)積電,Intel之外業(yè)界水平最強(qiáng)的兩家供應(yīng)商。
本來三星的新一代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(tái)積電那里挖來了關(guān)鍵人才,從而大大加快了14nm工藝的進(jìn)程,最后竟提前臺(tái)積電同代工藝多達(dá)半年時(shí)間(此事讓臺(tái)積電大為光火,然而卻也無可奈何)。結(jié)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(jī)銷量不高,到了下半年三星的芯片工廠有了很多空余的產(chǎn)能供蘋果使用。臺(tái)積電這邊,16nm工藝的進(jìn)度一直堪憂,甚至一度有傳言說其難以在15年內(nèi)完成。好在臺(tái)積電緊趕慢跑,終于在6s發(fā)布前大規(guī)模量產(chǎn)16nm工藝。
到了6月,蘋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(tái)積電占6成。
不得不說,這次蘋果的計(jì)劃還是冒了相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)的——
三星的產(chǎn)能擴(kuò)張速度緩慢,而臺(tái)積電跳票的傳統(tǒng)歷史悠久,如果后者未能如期完成量產(chǎn),前者又無法補(bǔ)上空缺,蘋果將面臨6s嚴(yán)重缺貨的慘痛事實(shí),損失可能達(dá)數(shù)百億美元。
還好,到了8月份兩家工廠一切正常,A9芯片進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段。
最終,新一代iPhone創(chuàng)下了驚人的紀(jì)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(shù)量最多的設(shè)備。
2015年第四季度預(yù)計(jì)將有超過8000萬顆面積100平方毫米的A9芯片出廠,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PC業(yè)約上千萬顆平均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(tái)積電任何一家能獨(dú)立滿足的。蘋果的反常規(guī)策略取得了豐厚的回報(bào)。
前面提到,芯片選擇多家代工廠供應(yīng)的一個(gè)問題就是難以保證不同版本的產(chǎn)品有接近的性能。那么,蘋果這次解決了這一問題嗎?下篇文章我們來詳細(xì)討論這個(gè)問題。
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