1987年成立的臺積電，在最初的25年都是無驚無險地尾部發(fā)展，直到2011年憑借全新的封裝技術(shù)InFO首度拿下蘋果訂單后，在手機巨頭倒閉下，加上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的天時地利。臺積電迎來了高速發(fā)展的十年。
于蘋果而言，得益于臺積電在工藝和封裝技術(shù)的不斷精進(jìn)發(fā)展，且較快的步速，為蘋果芯片帝國的崛起起到了強大的背后支撐。
臺積電和蘋果雖各自為道，卻又互相制約，走進(jìn)了芯片發(fā)展的正向循環(huán)。

蘋果之于臺積電

作為臺積電的第一大客戶，蘋果貢獻(xiàn)的營收是臺積電第二大客戶3倍多，以至于蘋果不用像其他客戶一樣為產(chǎn)能預(yù)付費用。臺積電2021年財報顯示，第一大客戶（也就是蘋果）貢獻(xiàn)營收達(dá)到4054.02億元，年增20%，占公司營收比重達(dá)到26%。
而且據(jù)DigiTimes報道，2022年臺積電預(yù)計將收獲來自蘋果170億美元的收入，高于2021年的138億美元。主要是因為除了手機芯片之外，蘋果預(yù)計到2022年底，將用M系列芯片全面替換英特爾X86平臺，年出貨規(guī)模近2000萬臺的Mac系列，也成為臺積電今年HPC營收增長的關(guān)鍵之一。在可預(yù)見的未來，臺積電預(yù)計仍將是蘋果的唯一芯片供應(yīng)商，三星在先進(jìn)工藝良率方面遇到問題，英特爾不太可能收到蘋果的訂單。
蘋果為臺積電創(chuàng)造的訂單是直觀的收入，而另一大更深遠(yuǎn)的影響是，在蘋果的參與下，臺積電得以創(chuàng)造出很多新技術(shù)，特別是在先進(jìn)制程方面，蘋果的重要性越來越凸出。
首先要說的是扇出封裝(Fan-Out Package)，在2000年代中期，飛思卡爾和英飛凌分別推出了業(yè)界首個扇出封裝類型RCP和eWLB。2006 年，飛思卡爾推出了一種稱為再分配芯片封裝 (RCP) 的扇出技術(shù)，在2010年，飛思卡爾將RCP授權(quán)給Nepes，Nepes 在韓國建立了一條 300mm生產(chǎn)線來生產(chǎn)RCP技術(shù)。2007 年，英飛凌將eWLB技術(shù)授權(quán)給ASE，后來，英飛凌將eWLB授權(quán)給現(xiàn)在由Amkor擁有的Nanium。此后雖然經(jīng)歷了一系列的發(fā)展，但扇出封裝一直不溫不火。

Fan-out發(fā)展史
直到2016年，在蘋果和臺積電雙方的合作下，已經(jīng)發(fā)展多年的扇出封裝技術(shù)迎來了重要的轉(zhuǎn)折點。2016年蘋果iPhone 7系列手機的A10應(yīng)用處理器開始采用Fan-Out技術(shù)，這為Fan-out創(chuàng)造出龐大的需求量，再加上臺積電的技術(shù)突破下，F(xiàn)an-out可支援的I/O數(shù)量大增。兩者的強強聯(lián)手將扇出型封裝帶向了新高度。如今，扇出封裝技術(shù)已變得無處不在，而且現(xiàn)在正成為應(yīng)對異構(gòu)集成挑戰(zhàn)的不二之選。
再一個成功的技術(shù)，最新款的蘋果電腦處理器M1 Ultra所用的先進(jìn)封裝技術(shù)UltraFusion，也是兩家合作的成果。在上月3D IC和異構(gòu)集成國際研討會上，臺積電展示的演示文稿中證實，蘋果使用的是其InFO_LI 封裝方法來構(gòu)建其M1 Ultra處理器并啟用其UltraFusion芯片到芯片互連。InFO_LI在多個裸片下方使用局部硅互連，而不是使用大型且昂貴的中介層，這一概念與英特爾的嵌入式裸片互連橋 (EMIB)非常相似。蘋果也是最早使用 InFO_LI 技術(shù)的公司之一。

另外，據(jù)說蘋果已經(jīng)訂購了 2nm 芯片，將在 2025 年由臺積電完成。而且蘋果和臺積電正在聯(lián)合開發(fā)1nm芯片，用于增強現(xiàn)實頭戴設(shè)備和蘋果的汽車項目。關(guān)于1nm技術(shù)，據(jù)臺積電發(fā)布在Nature上的文章，臺積電工程師表示，他們找到了一種電阻極低、電流強度大的材料，可用作晶體管的接觸電極。它是一種鉍（Bi）半金屬，不僅滿足1納米工藝技術(shù)的要求，而且還適合量產(chǎn)。臺積電目前使用鎢互連，而英特爾使用鈷互連,兩者都有其優(yōu)勢，并且都需要特定的工廠工具。雖然1nm芯片在未來幾年內(nèi)不太可能成為現(xiàn)實，選擇鉍半金屬也遠(yuǎn)非事實。但是，臺積電明確表示，他們正在朝著這個方向積極努力。
所以綜合來看，蘋果作為臺積電新技術(shù)的大客戶，不僅為臺積電帶來了新技術(shù)的突破，也將有助于臺積電提升其基于新技術(shù)的產(chǎn)能，并進(jìn)一步優(yōu)化工藝，最終將這些新工藝為其他客戶提供服務(wù)。

蘋果離不開臺積電

因為臺積電的代工支持，蘋果自研芯片一路高歌猛進(jìn)，蘋果也在供應(yīng)鏈獲得更多自主權(quán)。
首先是手機芯片，自2010年蘋果內(nèi)部設(shè)計出第一款處理器A4，彼時蘋果的處理器訂單還是由三星負(fù)責(zé)代工，但是臺積電早已秘密地與蘋果進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)，臺積電最早是為蘋果A6芯片解決設(shè)計問題。到2013年臺積電正式開始為蘋果代工A8處理器，搭載A8芯片的iPhone 6也被稱為蘋果最暢銷的產(chǎn)品，截至2019年停產(chǎn)共出貨約2.5億臺。而隨著三星代工的A9芯片功耗不如臺積電低，此后，A9以后的每一代A系列芯片，都是由臺積電獨家代工，到現(xiàn)在蘋果的A系列芯片已經(jīng)到了A15仿生芯片。
再就是現(xiàn)在蘋果大獲成功的電腦芯片M系列，使其擺脫了對英特爾的控制，并讓蘋果將自己與PC行業(yè)的其他公司進(jìn)一步區(qū)分開來。據(jù)消息人士@手機晶片達(dá)人爆料稱，臺積電有一個300人的團隊，涵蓋研發(fā)、設(shè)計、先進(jìn)工藝和封裝，在與蘋果深度合作開發(fā)PC、NB等產(chǎn)品的下一代CPU。
蘋果最新款電腦Mac Studio的核心處理器芯片M1 Ultra，是將兩個M1 Max芯片拼接在一起，據(jù)了解，其最大的技術(shù)進(jìn)步在于芯片拼接技術(shù)UltraFusion，分析師認(rèn)為，這種技術(shù)非常依賴來自臺積電的底層芯片制造工藝。這個團隊無疑是蘋果M系列芯片成功背后的關(guān)鍵之一。
蘋果還將在2022年推出第二代M系列芯片，采用升級的5納米工藝。因此，與M1一代相比，性能和效率的提升會相對較小。而值得注意的是，蘋果預(yù)期在2023年發(fā)布基于3nm的第三代M系列芯片，代號為‘Ibiza’, ‘Lobos’和‘Palma’，高端版本有高達(dá)40個CPU核，3nm將成為蘋果第三代M系列芯片的主要亮點，據(jù)悉，3nm最大的提升來自于邏輯門密度，預(yù)計可達(dá)5nm節(jié)點的1.7倍，同時功耗相比5nm也有高達(dá)30%的改善，晶體管速度方面也有10-15%的提升。

然后是基帶芯片，因為自2023年開始，蘋果將開始使用自研的基帶芯片。根據(jù)蘋果與高通的協(xié)議，蘋果承諾在2022年6月1日至2024年5月31日期間使用后者的驍龍X65和X70基帶芯片，那么等蘋果5G基帶芯片自研成功以后，勢必也將逐漸擺脫對高通的依賴。而供應(yīng)鏈消息，臺積電憑借先進(jìn)制程通吃蘋果5G射頻芯片訂單，市場人士分析，相關(guān)芯片將采用臺積電6納米RF制程生產(chǎn)，預(yù)計年需求將超過15萬片。
臺積電的6納米制程隸屬于7納米家族，于2021年臺積電首次對外發(fā)表，也是主要用來支持5G手機的先進(jìn)射頻技術(shù)，并改善5G手機芯片尺寸和功耗提高的難題。依據(jù)臺積電的說法，6納米RF制程針對6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發(fā)器能提供大幅降低的功耗與面積，同時兼顧消費者所需的效能、功能與電池壽命，亦將強化支持WiFi 6/6e的效能與功耗效率。
除此之外，蘋果還有Apple Watch的W系列芯片、AirPods的H系列芯片、Mac上的T系列安全芯片，以及iPhone上的U1超寬帶芯片等。這其中多數(shù)芯片都是由臺積電代工生產(chǎn)的。
更為值得一提的是，蘋果正在研發(fā)的自動駕駛AI芯片也早與臺積電展開合作，Apple Car被描述為蘋果的“下一個明星產(chǎn)品”。據(jù)TheElec的報道，Apple正在與一家韓國外包半導(dǎo)體組裝和測試 (OSAT) 公司合作開發(fā)用于其Apple Car的芯片模塊和封裝，報道中指出，蘋果采用的方法據(jù)說與 M1芯片的開發(fā)相同，其中單個模塊最初作為獨立芯片制造用于測試目的，然后再將電路集成到單個芯片中。DigiTimes的業(yè)內(nèi)消息人士稱，蘋果據(jù)稱正在與一家韓國基板生產(chǎn)商進(jìn)行談判，以供應(yīng)基于 ABF 的倒裝芯片球柵陣列 (FC-BGA) 基板，專門用于Apple Car 芯片。此舉將使得蘋果再開拓新的芯片帝國版圖。

結(jié)語

臺積電與蘋果的合作始于十年前（其實更早），兩家公司彼此成就，在十年后的今天都成為了各自賽道的領(lǐng)頭羊。沒有蘋果這么強勢的客戶的幫助，臺積電難以在代工界領(lǐng)先。而如今，無論是蘋果的A系列、M系列、還是基帶芯片，乃至未來的汽車芯片，都將離不開臺積電的代工支持。這兩家公司已經(jīng)密不可分，未來，兩家還將互相倚仗著走得更遠(yuǎn)。
但愿每個代工廠在發(fā)展之路上都有一個“蘋果”對其提出要求，每個IC設(shè)計企業(yè)都有一個“臺積電”一直為其不斷的提供支持。