A9處理器，台積電的真比三星強嗎？

01-05

網上好多文章都認為台積電的16nm工藝要完爆三星的14nm工藝，現在我用CPU identifier 測出我的6S是三星的A9，那豈不是有一種不公平的感覺？

我是搬運工~~~這是我在電子發燒友網站上看到的一篇文章.

……………………………………………揭開台積電和三星晶元耗電差異之謎

15/10/16 08:15

這陣子如果你買了iPhone 6S，你應該十分緊張電話裡頭的CPU是那個工廠生產，到底是TSMC（台積電）版，還是三星版呢？早幾天開始，網上不繼流出兩廠A9的跑分，TSMC的A9比三星省電20%。蘋果急忙出來否認三星是次貨，強調正常使用只差2-3%，更把檢查CPU型號的App下架，讓一般用家無從得知手上CPU的型號。到底真相如何？讓我這個半導體業界的行內人為大家解開謎團吧。

說在前頭，蘋果的官方公布沒有騙大家，跑分不是正常使用。CPU只是電話中眾多元件之一，還有更加耗電的LCD螢幕和無線通訊。在正常使用下，CPU根本沒有多少時間在全力跑，所以就算CPU多耗電20%，平均計對續航力只有2-3%的影響，的確分別不大，大家實在不需要買到三星版iPhone 6S就跑去Apple Store退貨。

不過跑分時耗電量的差異同樣是事實，從Geekbench（目前還有一直在改版的蘋果測試軟體）的跑分數據中，很明顯出現兩組不同的耗電量。同一工廠生產CPU總會有些微性能差異，那是半導體生產過程物理上的變數，但三星的CPU很明顯比TSMC的耗電，畢竟兩間廠使用完全不同的技術。

此外，CPU運作時電力轉化為熱力，中學物理科學過的能量不滅定律，耗電較多CPU自然會較熱，所以三星機在跑分時比TSMC機高出幾度。

在製作晶片上，三星使用14nm技術，而TSMC則使用16nm技術。一般而言，半導體技術越細，運算速度越快，亦越省電。三星明明比TSMC細兩奈米（2nm），有相為證，三星的晶片明明比TSMC的細，為什麼技術低更省電？其實什麼14nm或16nm，只是marketing的命名，很久以前半導體業界說是600nm技術，那組成邏輯單元（gate）的電路的確是600nm寬。

現在不論16nm也好14nm，其實都是同一代技術，在數字比上一代的20nm細便行了。在這一代技術上，Intel的邏輯單元明顯比其他廠的細小，它叫自已做14nm，TSMC有點厚道，知道自已的邏輯單元大一截，不好意思跟著叫14nm，所以叫自已的做16nm。

三星其實在偷雞，技術上應該是28nm，之後到20nm，再到14nm。他們跳過了20nm，直接叫自已做14nm，讓外界以為他們在技術追上Intel。不過也不能說三星完全講大話，在20nm和14nm之間，邏輯單元其實是同樣大小，最重要的分別是改用FinFET技術，即外界說邏輯單元結構上從平面轉為3D。FinFET與舊平面技術的差異太技術性，我說了也沒有人聽得明白，總之就是更省電，更高速吧。

這次iPhone 6S裡面的A9，三星用是14nm第一代的14LPE技術，而TSMC則是用16nm第二代的16FF+技術。在半導體業界中，TSMC的16FF+比三星的14LPE省電20%，基本上是公開的秘密。主要是因為TSMC比三星的leakage做得更好，在電路靜止時電力流失較少，畢竟TSMC在晶片上的絕緣體（substrate）製作上，累積了20nm的設計經驗。三星抄捷徑跳過20nm，到最後始終要交學費的。三星第二代的14LPP技術，應該可以與16FF+看齊，不過量產進度出了問題，所以三星只好用14LPE頂硬上。

雖說理論上16FF+比14LPE省電，但從來沒有辨法可以證實。正常公司同一塊晶片，不可能出現兩個不同版本，因為不合成本效益。不同晶片不能直接比較，因為省電與否，還有很多其他設計因素。晶片製作成本十分昂貴，在電路的計設成本之外，製作一個晶片模（mask）要花幾百萬美元，只能在用一間工廠上生產，轉換工廠因為物資規格不同，晶片模要全新重製。只有蘋果這樣有錢的公司，才會把用一塊晶片做兩次，交給兩間不同工廠去生產。A9可以說是半導體行業中，極觸目的技術比拼，相信很快便有更詳細的測試，把TSMC和三星的技術徹底分析。

這次「晶片門」危機，蘋果很有可能沒有什麼損傷，畢竟買iPhone的人買的是蘋果品牌，不會關心裏面用那間工廠的CPU，而實際使用上亦沒有大分別。只是蘋果本來可以很輕易避開這個危機，A9出貨量大要兩間工廠一起生產才足夠供應，但可以iPhone 6S用TSMC，而電池較大的6S Plus用三星。兩台電話組件有太多不同，不應該拿來跑分直接比較，便不太會出現這次的問題。

蘋果自Steve Job教主去世後，其產品質量控制屢次出現的問題，在以前是絕對不會發生的。雖然蘋果iPhone仍然熱買，它仍然是世上最有錢的公司，但感覺已經完全不同，沒有教主年代的霸氣，反而似十年前剛剛開始盛極而衰的微軟。

台積電勝出的小秘密

新款蘋果iPhone6s和6s Plus，首度由兩家廠商代工蘋果自行設計的處理器A9，也就是台積電和三星。此事台灣科技業、股民人盡皆知。直到著名的美國網站iFixit拆解兩款蘋果剛上市手機，發現台積電和三星製造的A9處理器，型號竟然不同，且可輕易辨識之後，全球才引發一股實測「台積貨」與「三星貨」效能差異的熱潮。

全球網民並驚訝的發現，依播放影片、跑測試軟體等不同方法，台積版處理器最高可比三星版省上近30%的電力。

此後在香港與其他國家掀起的拒買「三星貨」聲浪，逼著蘋果出面回應。蘋果發給美國著名科技網站Techcrunch的官方聲明為：「部分實驗室讓處理器維持高負載狀態，直到電力耗盡。這不符合真實生活的情境…我們的測試數據以及顧客資料(編按:監測已售出的蘋果手機)顯示，採用所有不同零件iPhone6s和6s Plus的真實電池壽命差異，差異僅在2-3%之間。」

但Techcrunch指出，蘋果以所有消費者的平均使用情境來看省電效能並不盡合理。因為不間斷的打手機遊戲、看視訊，可能正是某些科技重度使用者的「一般情境」，而那群人正是最在乎電池續航力的一群。

為什麼台積電製程在高負載狀態，能較對手大幅省電？

一位不願具名的電機系教授表示，台積電針對最新的16奈米FinFET製程，曾發表16篇技術論文；但從中看不出能大幅省電的端倪。但這不令人意外，台積電實際量產製程的性能，原本就常較公開資料要佳，「他本來就會留一手。」

他依學理分析，過去業界的努力方向，是致力於減少待機時的電力流失。但這回看來，台積電全新製程的強項是在高負載，能以更少的耗電量讓電晶體運作，「這就非常厲害。」

然而，不少人質疑，三星是14奈米製程，較台積電的16奈米製程為小。理論上，不是半導體製程更微小更省電嗎？

其實，這牽扯到台積電、三星兩強之爭，一段暗潮洶湧的角力過程。

一位前台積高階主管，曾向記者透露，台積電用於蘋果的16奈米FinFET製程，原本打算稱為20奈米FinFET。因為該製程的電晶體最小線寬(half-pitch)與量產的前一代20奈米CMOS製程差不多，只是換上革命性的超省電FinFET電晶體。

但客戶反應，你這個製程跟三星幾乎一樣，但三星叫14奈米，你叫20奈米。拿到市場賣，採用台積電製程的產品，很容易被認為落後三星一個世代而吃悶虧。

台積電從善如流，不久後改名，但只敢叫16奈米。「我們至少有點良心，不敢(像三星)那樣隨便叫，」這位前台積高層苦笑著。

回顧半導體製程歷史，過去的技術世代都謹守摩爾定律──一年半到兩年之間，電晶體最小尺度的線寬縮小0.7倍(面積縮小0.49倍，差不多是二分之一)。由國際組織─國際半導體技術藍圖聯盟(ITRS)統籌，帶領業界齊步走。

台積電過去也行禮如儀，90奈米、65奈米、45奈米的依續下去。

但在到了理應2010年上路的32奈米。當時剛回鍋擔任執行長的張忠謀突出奇招，跳過32奈米，推出電晶體面積小了20%的28奈米技術世代，效能、成本遠勝對手的32奈米產品。

三星、IBM、格羅方德陣營措手不及而步調大亂，28奈米因此成為台積電史上最賺錢、稱霸時間最長的一個世代。

這是向來以深思、戰略著稱的張忠謀，較不讓一般人熟悉的戰術面。

有此先例，這回三星「跳過」20奈米，直攻14奈米FinFET，也只能算是「以彼之道，還施彼身」的一次成功反擊。

然而，2016年的A10未來一役，三星卻可能全盤皆輸。

張忠謀四年前宣布台積電要跨入封裝領域，當時震驚業界。但現在證明成果豐碩，台積電最先進的整合扇出型（InFO）晶圓級封裝，可望首度應用在A10處理器。

花旗證券分析師Roland Shu在最新一篇報告表示，InFO業務應該短期內很難賺錢，但卻可以讓台積電建立與對手三星的差異化。如果明年推出的蘋果iPhone7的A10處理器採用InFO技術，基於InFO技術為台積電獨家擁有，「台積電極有可能拿下壓倒性比例的A10訂單。」

一位與台積電關係密切的相關業者也指出，台積電已確定靠著InFO技術，擊敗三星，拿下全部A10訂單。去年，台積電以8500萬美元向高通買下的龍潭廠，即規劃為InFO專用廠。目前已快馬加鞭的裝機、測試，預計明年第2季將開始量產，迎接A10訂單。

三星的lpe技術不如台積電的plus技術。。。但是今年的lpp已經趕上了

科技美學有評測，6S基本無差別，6SP在玩大型遊戲的時候台積電比三星能多用一個小時。

我的是台積電的好像只是能耗低一點電池更耐用了別的區別沒有

再怎麼說，台積電也是中國企業，創辦人也來自江浙一帶

對於續的理解肯定是比棒子不知道高到哪邊去了

當然這也包含續航囉!

說一個比較暗黑的回答：就是蘋果不同對待兩家的加工產品,使得三星的14nm在功耗等方面不比台積電的16nm,讓人認為三星出品都很差，從而打壓了三星！因為三星是他的直接競爭對手！

所謂修復就是提升台積電的電壓，認為讓台積電的a9更耗電，同時脈性能沒區別但是漏電三星就是垃圾，而且這是功耗比較敏感的移動arm系soc，換到桌面老黃家的帕斯卡核心，看一看gtx1050/ti這種閹割小核心的表現可以講三星14lpp完敗

iPhone 6s: Samsung And TSMC A9 SoCs Tested

tomhardware測試數據是反過來的。不知道誰說的是真話。還是只有個別問題

這個沒有什麼差距吧，cpu也有體質之分，都是三星生產的a9，續航也會有差距，就像小米5的標準版和高配版，高配版的2.15ghz和標準版1.85ghz電壓是差不多的，用的都是三星的14nm，蘋果也是如此，只是差距更小

三星敗給了台積電，那麼蘋果肯定信任台積電了，蘋果用兩家的cpu就是來測試一下市場的，蘋果你贏了

請看科技美學的評測！

在上的6S使用幾天下來，續航很差，一天使用不夠用，一天5個2分鐘電話，上網5次十來分鐘，電池用不到晚上8點，不知道是不是個例，軟體查看電池是1715毫安

台積電的發熱小耗能低

別擔心，也就續航這一方面而已

是的，的確三星的比台積電差一些，但是不影響日常使用！

這難道不是一場陰謀，這個事件對蘋果的影響並不是那麼大，但是卻嚴重打擊了三星。同一個產品的對比，且不說是不是真的有差異，一般人誰會主義呢，蘋果可以躲避三星的代工，這件事的源頭又並非出在蘋果本身，所以對它的手機影響度並不大，但是三星的信任度可就大打折扣了，試問它自己的手機信譽度還會那麼高嗎？哈哈，不管怎樣，莫名其妙火了個台積電，蘋果才是大 boes 。

比例是7：3 三星是7，換貨的概率你算算

另：據說iOS9.1修復了三星U的問題