科技改變生活 · 科技引領未來
從近期更多的小道消息來看,非Pro版iPhone14要用舊芯片的傳言還真是有鼻子有眼。如果iPhone14不換主芯片,你今年還會考慮換手機嗎?對這個問題的深入也有利于我們進一步理解智能手機市場,以及一部分半導體市場的發展現狀。上個月知名供應
從近期更多的小道消息來看,非Pro版iPhone 14要用舊芯片的傳言還真是有鼻子有眼。如果iPhone 14不換主芯片,你今年還會考慮換手機嗎?對這個問題的深入也有利于我們進一步理解智能手機市場,以及一部分半導體市場的發展現狀。
上個月知名供應鏈分析師郭明錤發布消息稱,今年iPhone 14的非Pro版將繼續采用A15芯片——也就是iPhone 13所用的那顆舊芯片。僅有Pro版本才會用上最新的A16芯片。與此同時非Pro版的iPhone 14,內存也將繼續用LPDDR4X,而不會是最新的LPDDR5。
從近期更多的小道消息來看,非Pro版iPhone 14要用舊芯片的傳言還真是有鼻子有眼。不少媒體發文稱,蘋果此舉能夠極大節約成本,而且還提到當下的主要趨勢在于影響手機使用體驗的不再是芯片。這些說法或許都有道理,但蘋果作為消費電子領域的風向標,這樣的舉動本質上與尖端制造工藝的成本攀升嚴重,以及芯片荒有著莫大關聯。
移動SoC,從過往到現在的變化
高性能CPU、GPU產品——比如面向PC或服務器的芯片,長久以來有個特點,就是由于生產制造過程中的工藝偏差,會導致造出來的芯片呈現出不同的電特性,某些芯片可能無法按照最高目標規格正常運轉。鑒于此類高性能芯片制造成本高昂,通常芯片制造商會禁用這些體質并不怎么好的芯片die上的某些部分(或者調低頻率等),把這樣的產品以更低規格的SKU進行出售。
比如我們常說Intel酷睿處理器的i3、i5、i7可能是同一批產線下來的,只不過某些芯片體質較差、或存在某些仍在容差內的品質問題,則屏蔽掉一些核心、降低頻率,包裝成酷睿i3賣出去;而各方面都品質優異的就定為酷睿i7來出售。這是常規操作手法。
不過這類按照芯片體質來劃分不同SKU的方法,在移動SoC——也就是應用于手機的那顆主處理器上,以前是不怎么常見的。大概較早可追溯此類體質劃分方式的是2015年,三星Exynos 7420基于ASV(Adaptive Scaling Voltage)進行芯片體質分組(binning)。
不過當應用于最終相同的手機產品時,三星并不會告知用戶你買到的芯片更好,或者你買到的芯片體質不行。高通每年在推出手機旗艦芯片之后,后續大概率還會出個“+”版,對應的CPU、GPU可以達到更高頻率——通常是制造工藝成熟以后、原版芯片的官方超頻版——雖然這種操作和最初的binning可能還是存在差異的。
但這兩年,這種操作方法在移動SoC芯片上已經越來越常見了。比如海思麒麟9000和麒麟9000E。蘋果這兩年在這方面的操作可謂駕輕就熟。M1芯片事實上有兩個不同的版本,分別是7核GPU與8核GPU版;M1 Pro芯片也有不同的CPU與GPU核心數可選——應用在不同配置的MacBook上,這也都是比較典型的binning操作,而不是像很多人想得那樣做多種不同的芯片設計方案再去分別生產。這么做既節約了成本,也更大程度避免了浪費。
在iPhone這邊,最新的iPad mini、iPhone 13、iPhone 13 Pro,雖說中央處理器都叫A15,但卻存在著頻率、GPU核心數的不同。這就屬于移動SoC領域,相對正式的芯片不同體質的binning操作了。
從商業上來看,這么做大概有利于蘋果進行更進一步的產品定位劃分。這樣一來,更多的人可能就會考慮選擇配置更好的Pro版手機。但又或許,蘋果這么做也是因為缺芯大環境,以及尖端制造工藝成本指數級飆升以后,為節約成本不得不為之的舉措。
像這樣的發展現狀,大概一方面說明了尖端工藝的成本提升早已非昔日可比,另一方面也說明缺芯大環境致蘋果這樣的臺積電一級大客戶都不得不悠著點兒。再往2022年,郭明錤提及iPhone 14的非Pro版會繼續用A14芯片,是否也感覺已經稀松平常了呢?
即便是財大氣粗的蘋果,也不得不妥協
我們知道,半導體制造工藝推進主要是在縮減晶體管及間距尺寸以后,能夠最終帶來成本效益。畢竟實現相同功能與算力的die size越小,日后成本縮減也就更有價值。但實際上,在N7→N5工藝過渡期,由于占到手機芯片尺寸大頭的SRAM,尺寸縮減極為有限,成本效益對應的變得很小。
在過去3年里,其手機芯片每代晶體管數量增長率仍然達到了CAGR 30%。只是今年的情況有些不同,如我們此前撰文提到的臺積電N3工藝延后發布,今年蘋果被迫采用N4工藝。而N4實際上就只是N5工藝的小改款,或者說與N5工藝乃是同一個家族的衍生產品,邏輯電路密度提升也只有可憐的5%。
如此一來,蘋果A14、A15、A16三代芯片實際上都在用同一代(或同一個家族)制造工藝。蘋果已經不大可能再像過去那樣不顧一切地堆料了,設計團隊也只能按照僅有的那點兒面積紅利來緊巴巴地做芯片設計。SemiAnalysis前不久發布消息稱,預計A16的die size為130mm2,晶體管數量大約在190億個(A15 107mm2/150億),同代工藝做這樣的規模擴展,大概也只有蘋果能如此闊氣了。雖然我們認為,這個值可能與最終產品會有較大出入。
這代SoC為支持更新的LPDDR5內存、提升內存帶寬,必然還要在die size和晶體管數量上,在單純的處理器算力上做出更多的犧牲和讓步。SemiAnalysis同時還提到iPhone 13 Pro遷往6GB LPDDR5,外加相應A16芯片增大,BOM成本增加至少40美元。考慮缺芯大環境,以及全球區域性沖突還在持續推升成本,即便是財大氣粗如蘋果,也很難一口咽下各方面帶來的成本壓力。
iPhone 14的非Pro版若要維持原價銷售,要上A16芯片,再加內存換代且容量擴大,大概會有相當的難度。所以蘋果選擇把成本押注于售價更高的iPhone 14 Pro和Pro Max,以減輕半導體制造如今的成本壓力,是在binning操作都無法保持利潤前提下的無奈之舉。這其實就是當今半導體制造尖端工藝市場的縮影,尖端制造工藝成本攀升迅速,缺芯還令其雪上加霜的市場現狀。
隨N3到來,wafer成本超過20000美金,尖端工藝市場的成本攀升問題還將持續惡化。對此,蘋果自然可以有不同的應對策略,比如iPhone手機漲價,或者減緩產品迭代步伐——如每代芯片提升變小,也就是很多人所說的“擠牙膏”。
不過大市場依舊慢中有進
國外分析機構普遍認為,供應鏈方面的問題未來還會持續數年;與此同時隨著后疫情時代的鋪開,筆記本、電視、家庭娛樂以及各類與疫情相關的電子產品需求都將不再如此旺盛。加上全球宏觀經濟問題較大、區域性沖突不斷,不少國家地區的半導體行業發展還呈現出區域化趨勢——這也會進一步推升未來電子產品的成本。這些對半導體市場來說都是不利因素,也是放慢行業發展節奏的組成部分。
我們在《缺芯與疫情雙重夾擊下:2021/2022手機市場剖析》一文已經談到過疫情改變了人們的消費行為。尤其中低端手機市場,發展節奏放緩顯著——不僅在于缺芯大環境下的舊工藝也在漲價,還在于宏觀經濟極大影響了低收入人群的可支配購買行為。
宏觀經濟大環境整體是不景氣的,這對蘋果未來的市場來說是更大的挑戰。比如通脹大環境下,若產品漲價且技術迭代周期放緩,基于現有手機用戶原本就已經在觀察市場、收緊開支,甚至減少更多不必要的開銷這一大前提,則大量用戶都將拉長換機周期。那么整個市場都會遭遇持續的問題。而蘋果只是諸多市場參與者中頗具代表性的一個角色。
此前我們說疫情和缺芯或許對高端手機市場影響并沒有那么大。而現在看來,當缺芯持續時間比預想中更久,半導體尖端制造工藝成本還在大幅攀升之際,高端手機可能成為接下來將要放緩發展腳步的又一個市場。加上宏觀經濟趨勢,后續對高端手機用戶群體相對滯后的影響,則原本的高端手機用戶群,很大一部分也將重新考慮延長換機周期。
“如果你期待在疫情之后,看到招聘市場回暖、勞動力需求反彈,那么我會勸你再好好想一想。”在本月初的SEMI Industry Strategy Symposium研討會上,畢馬威高級經濟師Tim Mahedy說。
不過最后還是需要補充一下:一個應用方向并不能代表整個市場。畢竟“缺芯”換個說法就叫“供不應求”——供不應求則表示市場需求旺盛,大市場又怎么會發展乏力呢?基于芯片行業現如今旺盛的需求量,以及目前能夠看到的發展速度,市場仍在前行中,只不過可能不會有過去那么快的速度。
Omdia半導體高級總監Michael Yang說,2019-2021年期間,半導體行業內目前排前10的企業中,有9家的營收增長率都達到了兩位數,其中一些的年度增長甚至有30%之多。“營收和需求、ASP相關,我們看到需求量大幅增長的趨勢。”雖然進入后疫情時代智能手機、PC、電視等需求量是下滑的。
Yang強調整個行業依舊強勢,因為芯片開始在不同的行業更大規模地應用。畢竟IoT、AI、5G、自動駕駛等技術發展熱點在興起。SEMI分析師Inna Skvortsova則說半導體銷售額今年會超過6000億美元。她列舉了今明兩年的fab建廠項目,并表示2021年300mm晶圓產量增長10%,2022、2023年預計增長11%、8%;而200mm晶圓2021年增產6%,2022、2023、2024年預計分別增長5%、3%、2%;存儲設備所需晶圓產量2022年預計增長7%,2023、2024年分別將增長3%、5%;電源相關晶圓產量2022年預計增長12%,2023與2024年分別都將有8%的增長。
“2022年,半導體行業至少會有個位數的增長率;半導體材料和設備市場的增長也會超過去年,而且都是在高位的基礎上。”但Skvortsova也補充說:“只是也會伴隨著不確定性,供應鏈挑戰仍然存在。原材料、運輸成本增加也會對市場產生負面影響。”
責編:Elaine
金龍華