蘋果A10一項性能是驍龍820的足足11倍高通恐成3D-IC犧牲者

01-25

蘋果A10是率先使用先進工藝生產的3D-IC產品，高通放棄台積電選擇三星時就已經輸了……

蘋果A10壓倒性領先三大安卓旗艦晶元

數據顯示，即便是蘋果A9對比這幾款當今旗艦CPU，在很多項目上都有明顯優勢，A10更是壓倒性領先，只有內存延遲不如麒麟955、內存帶寬不如驍龍820/Exynos 8890，看來A10的內存控制器沒太大變化。

蘋果A10採用台積電16nm FinFET InFO工藝製造，是首款蘋果四核處理器，採用64位設計，擁有33億個晶體管內置兩大兩小四顆核心，兩顆小核心的功耗大約只有大核心的1/5左右。兩顆大核主頻飆升到2.4GHz，相比於A9猛增30%，GPU則有望首發全新一代Mali-G71，六核心，主頻1GHz。

根據此前，GeekBench 4曝光的數據顯示，A10處理器的單核跑分為3379分，雙核跑分為5495，尤其是單核跑分成績，已經超過了此前A9X處理器，當然也遠將驍龍820甩在身後。

產業達人@i冰宇宙微博稱：蘋果A10是蘋果處理器架構變革前的最後一款處理器，A11架構要發生革命性改變；蘋果A10相比A9提升最大的AES加密，提升了1.3倍；A10處理器各子項的測試項的性能對比：AES不用說了，直接翻倍。整數中HTML5的兩個測試項表現突出，尤其是HTML5 DOM這項，是8890的兩倍，是驍龍820的11倍。

驍龍820、Kirin955、Exynos8890、A9、A10全部子測試項對比

從目前來看，蘋果A10處理器性能表演的非常強悍，各項測試數據增量爆表，在功耗和性能上可能是第一款最接近3D-IC（超越摩爾定律）的產品，尤其是其率先採用台積電歷時四年研發的後段製程——InFO WLP工藝製造。甚至可以看到，下一代產品A11將採用台積電10納米FF+InFO工藝，InFO刪去了封裝中的基底，因此手機SoC的厚度從1mm降到0.8mm或更低，這恐怕會給手機晶元產業造成地震。

蘋果首次將扇出型封裝帶進智能手機

蘋果作為最厲害的手機晶元設計公司之一，台積電作為全球最大的純晶圓廠和IC代工服務商，A10就是雙方的強強合作聯手打造出來的超一流產品。目前，台積電一家通吃A10訂單，A11也極有可能由台積電通吃，挑剔的蘋果在兩者之間做出選擇，這是市場最優質客戶對台積電的代工服務實力的強烈認可。作為16納米陣營另外成員的三星、高通、華為，華為與台積電聯手打造的麒麟950在業內獲得極高評價，高通結盟三星推出的驍龍820也獲得不菲成績，三星自研Exynos 8890表現不俗，但這幾款晶元也只能算是一流產品。

錯失台積電16FF+InFO工藝，可能是高通在驍龍810之後的又一重大失誤，因為聯發科、華為海思可能將比高通先拿到台積電INFO產能。台積電扇出晶圓級封裝(FOWLP)這項技術取得市場（蘋果A10A11）上的成功，可能會成為使3D-IC跨越鴻溝進入主流市場的重大事件。

扇出型封裝技術

此前有報道稱，蘋果還會採用「扇出型封裝技術」（Fan-out）為iPhone 7安裝ASM（Antenna Switching Module，天線開關模組）晶元，在整個智能手機產業還是第一次。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。

扇出型封裝技術能夠通過拔出半導體晶元外部的線路輸入/輸出埠布線，在封裝晶元內部增加輸入/輸出（I/O）埠。完成這個步驟，晶元就能進行封裝。這項技術能夠避免單純為了增加輸入輸出埠數量，就擴大晶元尺寸。所以，產業界將目光瞄準了扇出型封裝技術，希望縮小晶元尺寸的同時，在封裝晶元內部增加輸入輸出埠，這樣的成本最划算。

如果採用扇出型封裝技術，常規硅晶元和半導體化合物可以封裝在一起，也就是說，iPhone 7手機中的ASM晶元會將硅晶元和GaAs（砷化鎵）半導體化合物合為一體。

如果採用之前的技術，很難對硅晶元進行綜合性封裝。GaAs廣泛應用於射頻領域，它可以很好地處理高頻率信號。

同樣，蘋果將2塊晶元封裝在一起就可以節省空間。一位產業界代表透露，蘋果此前有過類似做法，不過這次用的地方不同。蘋果為ASM晶元引入扇出型封裝技術，它還可以有效減少信號損耗。也就是說，蘋果將在iPhone 7晶元上率先引入Fan-out封裝工藝，變得更輕薄更省電。

扇出封裝、3D-IC市場迎來重要轉折點

研究機構Yole Developpement指出，2016年是扇出型封裝(Fan-Out Package)發展史上的重要轉折點。在蘋果(Apple)與台積電的領導下，已發展多年的扇出型封裝技術未來將被更多晶元廠商採納。

Yole先進封裝與製造分析師Jerome Azemar表示，對扇出型封裝技術發展而言，2016年是重大轉折點的原因有三：第一，蘋果處理器的採用，為扇出型封裝創造出龐大的需求量，奠定規模經濟的基礎；第二，在台積電的技術突破下，扇出型封裝技術可支援的I/O數量大增。在此之前，扇出型封裝主要鎖定的都是I/O數量較少的應用。第三，蘋果可望發揮示範作用，吸引其他晶元廠商加入使用扇出型封裝的行列。

Yole進一步預估，未來扇出型封裝可能會分成兩種典型應用，其中之一是一般的單晶元的扇出型封裝，主要應用是基帶處理器、電源管理、射頻收發器等晶元。這是扇出封裝的主要市場。另一個主流則是高密度扇出型封裝，主要針對應用處理器、存儲體等具備大量I/O接腳的晶元。Yole認為，前者是穩定成長的市場，後者則還需要搭配出更多新的整合技術，因此發展上還有些不確定性，但未來的成長潛力非常巨大。

據伯恩斯坦預測，如果這項技術取得市場上的成功，可能會成為使3D-IC跨越鴻溝進入主流市場的重大事件。引進這一技術，通過業界領先公司引人注目的成功案例和市場領先供應商的整套解決方案可打消典型「實用主義者」的所有顧慮。混用隱喻（或模式，因情況而異）來說，如果3D-IC最終進入光明復甦期並衝擊主流市場。

超越摩爾定律(More than Moore)時代的來臨

此外，超越摩爾定律(More than Moore)時代的來臨將改變半導體市場版圖，首當其衝的是印刷電路板產業。在印刷電路板產業中，用於半導體封裝的印刷電路板是最具高附加價值的產品之一，倘若未來FoWLP封裝技術普及，封裝用印刷電路板市場將隨之消失。具有技術能力的半導體封測廠商，目前取得的訂單數量已逐漸增加。

張忠謀洞察先機，台積電InFO跨入晶圓級

張忠謀早已洞察先機，四年前即宣布台積電要跨入封裝領域。

台積電的整合扇出晶圓級封裝(InFO WLP)技術是拿下A10大單的關鍵原因。這是眾多3D封裝電路技術中的一種，可以在單晶元封裝中做到較高的集成度，而且電氣屬性更佳——說白了就是成本更低、性能更好、功耗更小。

台積電在一份論文中就提出，InFO WLP技術能提供更好的散熱性能，而且整合的RF射頻元件、網路基帶性能也會更好。

另外，蘋果去年就在秘密招聘工程師，開發自己的RF射頻元件。

3D-IC封裝技術才剛剛起步，台積電InFO WLP相比其他方案的一個好處就是，它不需要在現有封裝基板之上增加額外的硅中間層，就像AMD HBM那樣，而是只需在基板上並排方式多個晶元元件，同時又能讓彼此互通。

台積電似乎已經克服了InFO各種困難的良率問題，為先進AP（應用處理器）提供一個更薄的Form Factor、更便宜、良好可靠度的晶圓級封裝技術方案。目前看起來台積電的InFO技術已經開發完成，並通過Apple的驗證，第一代InFO在龍潭封裝廠2Q16量產，配合16nm Apple A10訂單量產。

2017年之後，其他客戶如Qualcomm（高通）和MTK（聯發科）勢必跟進，InFO產能需求大增，客戶也會要求有Second Source，研判台積電不排除將InFO技術授權給專業封裝廠使用，畢竟台積電的核心業務是晶圓製造，不是封裝。

台積電正在開發第二代InFO技術，將配合10nm和7nm製程技術的進度量產。

三星全力追趕押注後段製程競爭力

三星電子(Samsung Electronics)系統LSI事業部認為，台積電搶下蘋果A10處理器代工訂單的關鍵是後段製程競爭力問題，因此積極進行集團內部整合，加強發展FoWLP封裝技術。

業界傳聞三星電機從三星顯示器(Samsung Display)接收天安廠老舊液晶顯示器(LCD)產線L3及L4之後，著手將廠房轉換成半導體封裝工廠，近期已對相關封裝設備廠商發出設備訂單，第一批設備將在8月入庫，預計2016年底評估量產的可能性，最快2017年初可正式啟動量產。

這是三星電機首次跨足半導體封裝事業，產線轉換計劃投入大規模的三星電機人力與三星電子系統LSI研究團隊，三星電子透過與三星電機合作策略，將有助於研發出符合客戶要求的封裝技術；三星電機則可透過從事封裝事業，降低因印刷電路板出貨減少帶來的業績影響。

三星電子系統LSI事業部將用於移動應用處理器(AP)的電源管理IC，交由三星電機進行FoWLP封裝，未來會逐步將FoWLP封裝範圍擴大到無線射頻(RF)與其他AP晶元，三星電機有意在第一條封裝產線啟動後，增設第二及第三條產線。

FoWLP封裝系採用拉線出來方式，可讓多種不同裸晶(Die)做成像晶圓級封裝(WLP)製程一樣埋進去，減少一層封裝，由於FoWLP封裝無需使用印刷電路板，生產成本較低，且厚度較薄、散熱功能較佳。業界認為三星電機決定跨足封裝領域，應與封裝用印刷電路板市場需求減少有關。

智能手機繁榮期成為過去，蘋果次世代iPhone也將顛覆，核心零部件和生產工藝進入全新層面，2016年應該是超越摩爾定律的元年。