台积电惨了，苹果A17仍计划采用4nm，3nm彻底打水漂了

Posted 2022-12-12 柏颖漫谈

业界传闻指苹果明年的A17处理器将仍然采用4nm工艺，原因是3nm工艺在功耗方面很难解决，为了确保处理器的可靠性，唯有继续采用已经验证可靠的4nm，这对于台积电来说无疑是重大打击，可以说台积电的3nm工艺彻底打水漂了。

在过往，苹果和台积电可以说是共同进步，苹果研发更先进的处理器架构，台积电则提供更先进的工艺，由此不断提升处理器的性能，然而随着先进工艺逐渐逼近硅基芯片的物理极限，先进工艺的研发难度越来越大。

业内人士指出其实当前的工艺发展到4nm就已经面临功耗问题了，由于达到4nm后导致硅芯片中的沟导管的S和D的距离已非常短，如此栅极对电流的控制能力变差，产生短沟道效应，引发严重的电流泄露问题，进而引发芯片的发热量加大、功耗增加，而3nm工艺只会更严重。

其实这个问题可能在今年台积电试产A16处理器的时候就已经出现了，当时台积电研发成功3nm工艺后曾为苹果试产A16处理器，然而苹果发现A16处理器并无法达到预期的性能和功耗，最终苹果放弃了3nm，而采用了5nm工艺的改良工艺N4，证实了业界人士对先进工艺的担忧。

苹果的A16处理器虽然没有采用更先进的3nm工艺，但是获益于苹果的核心架构升级，今年的A16处理器的性能仍然提升了15%，性能提升幅度比A15处理器高了一倍，显示出苹果在核心架构设计方面依然拥有领先优势。

苹果的A16处理器舍弃了3nm工艺后，台媒又传苹果要求台积电继续改良3nm工艺，希望明年的N3E工艺能达到苹果的要求，从而以N3E工艺生产苹果的M3处理器，然而这一切都是传言，尚未得到证实。

3nm工艺已成为台积电和三星竞争的关键节点，台积电的3nm工艺受挫，三星的3nm工艺其实也不乐观。三星的3nm据说更先进，已引入了环绕栅极技术，业界人士指出环绕栅极技术可以解决功耗问题，然而三星的3nm工艺并未有正式的芯片推出市场，业界无法确认三星的3nm工艺是否真的解决了功耗问题。

如此一来或许证明即使是环绕栅极技术都无法推动先进工艺往3nm及更先进工艺发展；与此同时ASML则研发了更先进的第二代EUV光刻机，然而第二代EUV光刻机至少得等到2024年才能量产，这同样阻碍着3nm及更先进工艺的进展。

影响苹果等芯片企业采用更先进工艺的另一个因素则是成本问题，目前的3nm工艺无芯片企业采用，就在于它成本太高了，本来3nm工艺只有苹果和Intel愿意采用，但是Intel借口它的GPU芯片研发延迟而舍弃3nm，苹果的A16处理器则因3nm的性能和功耗不达标而舍弃，进一步改良后的3nm工艺很可能成本更高，而苹果已发现进一步提高iPhone的售价行不通，为了降成本或许也是促使苹果继续采用4nm工艺的原因。

对于台积电来说，苹果如果不用3nm那将是沉重的打击，因为除了苹果已没几个企业可以用得起昂贵的3nm工艺了，如果苹果不用那就意味着没有企业会采用，台积电的3nm工艺彻底打水漂。