揭秘 iPhone 6s「芯片门」背后的真相

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文/大黑旗

芯片门

首先要讨论的是,TSMC 版和三星版芯片到底有没有差异?

答案是当然有。

因为两家公司的制造能力有差异,使用的制程工艺也不同,TSMC版和三星版芯片的差异必然是存在的。

只是之前大家普遍预期三星版由于采用了较先进的 14nm FinFET 工艺,要优于采用 16nm 工艺的 TSMC 版,然而现在来看情况恰恰相反。

虽然因为这代 iPhone 核心部件(处理器、屏幕、RAM、ROM)版本太多导致单一的对比评测说服力不强,但目前全球多个独立评测都得到 TSMC 版能效大大优于三星版的结论,暂时没有相反的结果,同时二者耗电量的差值和处理器负载有明显的正相关性,应该可以排除其他部件差异的影响。

而且我们知道,手机中屏幕、处理器、传感器和通信模块三者都是用电大户,如果说评测中耗电量的差异都是由处理器不同导致的,那么二者能效的差距绝非一点半点,按照最高 30% 左右的续航差异估算,很可能两种处理器在满载时功耗差距至少有 50% 以上,甚至接近一倍,这是很惊人的。

事实上,也正是因为有这么明显的差异,所以这次「芯片门」出现才合逻辑,具体我们下文再说。

很多人认为,同样的芯片设计,产品差异却如此大,说明三星的技术不如 TSMC。这种说法是一个误解,其实芯片的设计和制作工艺联系非常密切,很难分割。

一个完整的芯片设计,一定包含了对制造工艺的要求。也就是说,按照 16nm 设计的芯片不能直接拿到 14nm 生产线上生产。而苹果最初“同样的设计”只是一个框架性的蓝图,进入代工厂后,双方的工程师还会合作针对自家的工艺特点进行大量优化和修改。

这个过程往往要持续几个月的时间,经过几次试产验证后才会定型量产。因此,两家最终生产的版本,在设计上就已经不同了。应该说,三星的14nm FinFET 工艺理论上是更先进的,而且早在半年前就经过了 S6 上Exynos 7420(这款芯片无论是性能还是功耗上都吊打高通的骁龙 810)大规模量产的检验,应当是可靠的,不然苹果也不会放心的把大把订单交给它。至于三星版 A9 的高能耗到底是哪个环节出了问题,外人无从判断,只有苹果和三星自己清楚。

看到很多评论在分析这次“芯片门”原因时都在说两家工厂代工,性能很难统一,以至于品控出了问题云云。这种说法看似有理,其实大谬。

因为上面说过了,两家代工厂使用的制程本来就不一样,之后原始设计也经过修改变得不同,性能出现差异是理所当然的,没差异才不正常。

苹果又不是罗永浩这种第一次做手机的「雏儿」,在它决定把订单交给两家工厂时,就清楚的知道自己最终会得到两种不同的处理器。苹果也不是没有处理这类问题的经验,5s 时代的 A7 芯片也是三星和 TSMC 两家代工,就没有出任何问题,因为当时是按照产品划拨原料(iPhone 上的芯片由 TSMC 代工,iPad 上的芯片由三星代工)的。

所以这次出现问题的原因只有一个,那就是这次在同一类产品上使用了两种处理器,且在销售时没有任何区分。然而这种“新老包装,随机发货”的模式本身就太奇怪了,不可能是苹果的初衷。因为这样做对它没有任何好处,却至少会产生三个大问题:

因此,这种情况应该是苹果不得已而为之的,它的出现有更深一层的原因。

揭秘开始

我们再看另一个有趣的现象。

那就是虽然 iPhone6s 和 iPhone6s plus 都是「随机发货」的,但两种芯片的分布却有明显的区别(iPhone6s 里 TSMC 版本更多,iPhone6s plus 里三星版本更多),甚至不同国家的版本分布也不同。

如果苹果在生产时就是随机提供元件的,这种现象就很难解释。因为两种 iPhone 的产量都是异常之大,统计学的基本原理告诉我们,大量随机事件的结果应该逼近期望(即两种芯片的供货比例)才对。

唯一合理的解释就是,在苹果的设计中,iPhone6s 和 iPhone6s plus 的元件仍然是不同的,但在生产过程中随时间出现了调整,以至于出现了四种版本共存却比例不同的情况。而由于不同国家是按照出厂时间有计划地大批备货的,那么出现版本上的差异就很好解释了。

那么最终的真相就呼之欲出了:和 a7 时代一样,苹果在设计之初,仍然是以产品类型划拨元件的。

最初的设计应该是 iPhone6s 使用三星版(因为三星版面积更小),iPhone6s plus 使用 TSMC 版本,然而生产了一段时间之后,苹果发现三星版芯片的功耗实在高的离谱,以至于 iPhone6s 的续航比上代还短,只好临阵换将,修改设计,将三星版放在了电池容量更大的 plus 上。

写到这里我突然想起业界两则传闻:

年初时传言三星获得 a9 大半订单 三星从台积电手中虎口夺食,抢下大半 A9 处理器订单

然而几个月后又有传言台积电夺回了 a9 大半订单 三星 14nm 良率不佳,台积吞苹果 A9 订单大增

当时说原因是良率问题,但这看起来并不合理,因为三星的工艺经过了Exynos 7420 量产的检验,并且按照苹果的作风似乎也不会仅仅为了提高良率(即降低成本)就做出这样贻害深远的决定。

大家都知道,iPhone6s 的出货量是大于 plus 的,谁的芯片用在iPhone6s上,谁就是“大半订单”——和我们上面的分析完美印证。

当然,以上只是个人的推测。想验证其实也很简单,只要继续观察各版本 iPhone 的比例即可。按照上面的分析,如果我的猜测是正确的,随着库存降低和新出厂产品的铺货,三星版 6s 和 TSMC 版 plus 都会下降。所以想入手新 iPhone 的同学,如果计划买 6s 可以先观望,因为优质的 TSMC 版比例会上升,而垂涎 plus 的话最好赶快出手,买到 TSMC 版的机会不多了。

而至于已经买到三星版 iPhone6s 的同学,你们可能买到了苹果自己都认为需要改进的「早期版本」,请保护好它,几十年后说不定会升值呐。

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这个10月过的并不舒坦,小日子本就拮据,互联网大佬们又想着法子催我交份子钱。