傳聞稱蘋果M3芯片預(yù)計(jì)采用臺積電N3E工藝制造

最新消息稱，除了蘋果iPhone 15系列所搭載的A17之外，蘋果新款MacBook Air、iPad Air/Pro預(yù)計(jì)將采用臺積電的N3E工藝制造的M3芯片，這些搭載新芯片的產(chǎn)品可能會分別在今年下半年和明年上半年陸續(xù)推出。

此前，有報(bào)道稱新款15英寸MacBook Air將采用與2022年13英寸MacBook Pro一起推出的M2芯片。然而，據(jù)爆料稱蘋果新款MacBook Air可能會搭載M3處理器性能，相比于M2 Max提升24%（單核）和6%（多核），但可能無緣在6月6日的蘋果WWDC開發(fā)者大會上首秀。

如今，蘋果公司正在努力開發(fā)其下一代芯片 —— M3芯片。此前，有傳言稱蘋果的M3芯片將采用臺積電的3nm或者N3工藝制造。然而，新的報(bào)道表明，該芯片將采用臺積電的N3E工藝制造。

N3E工藝被認(rèn)為是N3工藝的改進(jìn)迭代，是更先進(jìn)的3nm工藝。與常規(guī)的N3工藝相比，N3E工藝制造的芯片可能會有更好的功耗和性能表現(xiàn)，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)更高的晶體管密度。

相比N5同等性能和密度下，N3E工藝能夠?qū)崿F(xiàn)功耗降低34％、同等功耗和密度下性能提升18％，同時(shí)還能將晶體管密度提升60％，從而提高芯片的集成度和性能。

媒體指出，蘋果將是第一個(gè)使用N3E工藝節(jié)點(diǎn)的客戶，它將在下一代MacBook Air和iPad Pro搭載的M3芯片上使用該工藝節(jié)點(diǎn)。

但是，就目前的進(jìn)度來看，M3處理器不太可能會早于A17處理器推出。這意味著，15寸MacBook Air很可能會在iPhone 15系列之后才會推出，其首秀也就無緣于即將到來的蘋果WWDC開發(fā)者大會。

其實(shí)回顧這幾年，蘋果A系列芯片早已經(jīng)放緩性能升級的腳步，但還是在筆記本芯片領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。繼自研的A系列芯片取代三星芯片之后，蘋果再次掏出性能震驚眾人的M系列芯片，全面替代英特爾處理器?；贏RM架構(gòu)的M系列芯片實(shí)際上并不只是一顆處理器，而是一塊系統(tǒng)級芯片。

但對于蘋果用戶而言，今年的蘋果產(chǎn)品在硬件層面上將全面領(lǐng)先安卓陣營一年，因?yàn)楦咄ê吐?lián)發(fā)科最快將于明年開始部署3nm工藝制程。工藝制程的進(jìn)步一方面可以降低芯片功耗與發(fā)熱，另一方面也能極大提升芯片性能，尤其是目前受到用戶吐槽的M2系列芯片，性能提升過小的問題或?qū)⒃谙乱淮鶰3系列芯片中得到解決。

據(jù)報(bào)道，蘋果已經(jīng)訂購了臺積電今年幾乎所有的3nm產(chǎn)能，預(yù)計(jì)今年第二季度末開始試生產(chǎn)，第三季度開始全面生產(chǎn)。在3nm制程加強(qiáng)版上，臺積電表示其研發(fā)成果也要優(yōu)于預(yù)期。

據(jù)科技網(wǎng)站elchapuzas報(bào)道，投行摩根斯坦利日前走訪半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，得知臺積電即將完成其改進(jìn)版3nm工藝N3E的開發(fā)，最早將于本月底實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)范凍結(jié)，基于N3E工藝的產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)或?qū)⒃?023年第二季度實(shí)現(xiàn)，較此前規(guī)劃提早一個(gè)季度。

N3技術(shù)節(jié)點(diǎn)

N3系列節(jié)點(diǎn)包括N3B、N3E、N3P、N3X和N3S，其中許多是針對特定目的優(yōu)化的小節(jié)點(diǎn)，但有所不同。N3B即原來的N3，與N3E無關(guān)，與其將其視為nodelet，不如將其視為一個(gè)完全不同的節(jié)點(diǎn)。

由于N3B未能達(dá)到臺積電的性能、功率和產(chǎn)量目標(biāo)，因此開發(fā)了N3E，其目的是修復(fù)N3B的缺點(diǎn)。N3E工藝試產(chǎn)良率遠(yuǎn)高于N3B，在減少4層EUV掩膜的情況下，邏輯電路密度僅較原先的N3工藝下降8%，較5nm節(jié)點(diǎn)仍有60%的提升。

N3E第一個(gè)重大變化是金屬間距略有放松。臺積電沒有在M0、M1和M2金屬層上使用多重圖案化EUV，而是退縮并切換到單一圖案化。

這是在保持功率和性能數(shù)據(jù)相似的同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，邏輯密度也略有下降。此外，使用標(biāo)準(zhǔn)單片芯片（50% 邏輯 + 30% SRAM + 20% 模擬），密度僅增加1.3倍。

N3P將是N3E的后續(xù)節(jié)點(diǎn)。它與N5P非常相似，通過優(yōu)化提供較小的性能和功率增益，同時(shí)保持IP兼容性；N3X則與N4X類似，并針對非常高的性能進(jìn)行了優(yōu)化。到目前為止，功率、性能目標(biāo)和時(shí)間表尚未公布。

N3S是最終公開的變體，據(jù)說是密度優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)。目前知道的不多，但有一些謠言：Angstronomics認(rèn)為這可能是一個(gè)單鰭庫，可以讓臺積電進(jìn)一步縮小單元高度。由于金屬堆疊的限制因素，這可能會受到限制，但設(shè)計(jì)會盡可能使用它 —— N3S甚至可能實(shí)施背面供電網(wǎng)絡(luò)來緩解許多金屬堆疊問題，盡管這尚未得到證實(shí)。

作為臺積電的最后一個(gè)FinFET節(jié)點(diǎn)，N3E及其后續(xù)節(jié)點(diǎn)有機(jī)會獲得與臺積電最成功的節(jié)點(diǎn)之一N28類似的地位。鑒于其動(dòng)蕩的歷史，這將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，但臺積電已經(jīng)多次證明了自己的能力，尤其是在其生態(tài)系統(tǒng)方面。