iPhone 15和iPhone 15 Pro系列崇拜亮相皇冠总进球，“超大杯”的中枢芯片A17 Pro成为本年的亮点之一。

A17 Pro采用了台积电最新的3nm工艺（N3）制造，晶体管数目达到190亿，这是台积电3nm工艺初次应用在顶尖芯片上，而3nm工艺将比5nm工艺的晶体管密度多70%、同等功耗下速率可涵养15%，或者同等速率下功耗缩短30%。

字据台积电的尊府，其3nm节点可以分为N3B、N3E、N3P、N3X等，这里的N3B也即是N3，而之是以作念了这样多拆分，是因为台积电在不同的技巧方向上进行了对应的优化。

尽管A17 Pro首发了N3工艺，然则它的出身并非一帆风顺，最初是展期。有音问称苹果原有揣摸打算是在A16上导入这一节点，换句话说N3首发整整晚了一年。另外，一度有音问称苹果一度有揣摸打算烧毁N3，根由是其能效不达标，而台积电也特意烧毁，意料的根由是阑珊中枢客户，而事实亦然如斯，包括像AMD、英伟达、联发科这些企业，也照实王人转向了N3E。

全长430毫米左右，尾极短，仅10毫米。头小，背腹扁平；吻端宽而圆；眼小，瞳孔略呈直立椭圆形；鼻孔大而圆，背位。上唇鳞6（2—2—2）枚或5（2—2—1）枚，第一枚最小；无鼻间鳞、颊鳞、眶前鳞，左右鼻鳞相切于吻背；前额鳞很大，入眶，切第2～3枚上唇鳞；眶后鳞1枚，颞鳞1枚+2枚。背鳞21—21—19行，圆形，光滑；腹鳞187枚，略大于背鳞；肛鳞2片，尾下鳞7片。头背、吻端、唇缘的鳞都具疣粒。通身棕褐色，体侧有40对白色横斑，此横斑于背脊两侧略呈交错排列，在腹面相遇或交错止于腹中线；尾腹面肉红色。

更为反常的是，就在新iPhone发布前，一则台积电和苹果执意的“对赌”合同将台积电推向了公论的焦点。

合同国法，翌日一年台积电3nm将只为苹果专用，若是坐褥的芯片中有不良的废片，将不再按业界老例由客户（即苹果）埋单，而是由台积电我方消化。据揣摸，只是这一项就能为苹果省俭几十亿好意思元的相当用度。

这次台积电的败北很不寻常，因为苹果将独占面前发轫进的台积电的3nm工艺长达一年的时辰，这将让苹果的产物更有竞争力。为何台积电肯防碍老例为苹果作念出如斯大的败北呢？

台积电为苹果代工坐褥芯片的历史可以追念到2014年，苹果将iPhone 6上的A8自研芯片交给台积电代工。

彼时，苹果也在三星代工坐褥芯片，但因为两边的智高手机竞争、供应链安全等诸多原因，苹果将越来越多的芯片交给台积电坐褥。当今，苹果所有的芯片王人由台积电代工，并成为了台积电最大的客户。

本年6月，苹果在发布头显Vision Pro的同期发布了两款高性能的芯片M2 max和M2 ultra，采用台积电增强型5nm工艺制造。而更早的M1系列芯片亦然由台积电（圭臬5nm工艺）加工。

近10年的磨合，从手机膨大到最前沿的XR成立，两家公司仍是深度绑定，难以分割。

而这次台积电为苹果防碍老例的作念法，让业界深感偶而。有东谈主说台积电已被苹果精确“拿抓”：若是不签这个合同，有可能失去这家占台积电营收1/4的大客户的订单，莫得哪个客户会像苹果那样能对顶尖芯片下如斯大的订单。而若是签了，A17 Pro芯片将成为台积电我方手中的“烫手山芋”！

接下来咱们会要点的讲一讲为什么A17 Pro会成为“烫手的山芋”，台积电又将何如来惩办这个问题。

这要回到半导体制造业的一个基本看法：良率，即一整片加工出来的晶圆上能平方使命的芯片的占比。一块晶圆片上可以同期制造数百颗不异的裸芯片，之后将晶圆片上的裸芯片切割开来，封装后安设到电子产物上。

字据业界老例，晶圆上的不良芯片将由客户买单，制造厂并不承担这笔用度。但客户也并非透彻承担蚀本，因为有些不良芯片并非透彻坏掉了，而只是无法发达100%的想象性能。只需缩短芯片使命频率，其中一部分不良芯片照旧可以在低端产物上陆续使用的，这样客户也会支撑一部分蚀本。

一般来说，半导体制造业在加工进修工艺时，良率能达到99%以上。业内有音问称，这次台积电为苹果iPhone15制造的A17 Pro芯片良率很低，仅达到了70-80%，换句话说，台积电要为20%-30%的不良芯片买单，咱们可以或者算一笔账，望望台积电要破耗几许冤枉钱。

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每片3nm晶圆梗概3万好意思元，不良率按较低的20%诡计，每月加工5万片12寸晶圆，那么12个月台积电要为此相当开销用度即是36亿好意思元(约合东谈主民币260亿元)，这笔钱占了2022年台积电利润341亿好意思元的10.6%。

若是上述诡计安妥骨子情况，那么若是要扭转这种“巨亏”的场面，台积电唯独能改造的即是良率。

良率不仅决定台积电这一家企业盈亏，也决定了芯片行业能否按照摩尔定律预测的节拍前进，甚而决定了芯片是否能发明出来。

20世纪50年代，最有可能发明芯片的机构是贝尔施行室，它势力浑朴，东谈主才济济，更挫折的是，它领有发明芯片技巧所需的真实全部基础技巧（硅晶体管、光刻、扩散技巧、硅晶圆拉伸与提纯等），但却好意思满地错过了这一载入典籍的要紧发明，而将芯片的发明拱手让给了其时两家名不见经传的小公司：德州仪器和仙童半导体。

何故至此？从中作梗的，恰是良率。

贝尔施行室其时的研发诈欺莫顿觉得，若是将广大晶体管集成起来，那么合座的良率将是每个晶体管良率的乘积。假定一个晶体管的良率是99%，一颗芯片上有100个晶体管，芯片的合座良率将是100个99%的乘积，即36%。

若是芯片上有500个晶体管，良率将缩短到7/1000。芯片上有1000个晶体管呢？良率将再次缩短到4/100000，真实等于0。这意味着，芯片界限越大，报废的可能性也越大，就越亏本。

莫顿的共事坦嫩鲍姆也举了一个形象的例子，“你向芯片篮子里放的鸡蛋越多，就越有可能遭受一颗坏的蛋。”自后当大界限集成电路（Large Scale Integrated-circuits）兴起时，莫顿讪笑其为“大界限痴人”（Large Scale Idiot）。

莫顿的分析看似严实，但确实如斯吗？

早期影响芯片良率的主要要素之一是空气中的灰尘。当微米尺寸的灰尘落到晶圆名义，就会让其时微米级别的晶体管发生故障。莫顿觉得灰尘是平平分袂的，但骨子上并非如斯。可能有些区域莫得灰尘，哪里的良率可以达到100%。若是把灰尘颗粒比作射出的箭，将硅晶圆比作靶子，晶体管比作靶心，尺寸越小，被灰尘“击中”的概率越低。由于灰尘可能较大，一次损坏多个晶体管，但它们同属于一颗裸芯片，是以唯独这一颗芯片被损坏，其他位置的芯片照旧好的。这样芯片的良率不是像莫顿揣摸的那样接近于零。

与莫顿的严实想维相背，那些“不信邪”的小公司德州仪器和仙童半导体等，不断地探索提高芯片良率的程序。

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早先，制造厂将芯片制造车间改成成无尘的超净间，通过空气过滤系统使得超净间比病院的手术室还要干净1000倍以上。而况，每个干与超净间的东谈主王人要穿上严实的注重服（俗称兔子服），重新到脚消散起来，幸免毛发和汗液影响那些脆弱的硅晶圆。

还远远不够，面前先进工艺车间，真实仍是看不到操作员，唯独机器东谈主和机械臂在全自动地完成各项操作。

对良率最有发言权的莫过于台积电的创举东谈方针忠谋。张忠谋早年加入德州仪器时，负责半导体制造业务，为IBM代工的电晶体，其时的良率唯独2%-3%，而在张忠谋的操刀之下，这一良率涵养至20%以上，突出客户IBM自有产线。自后张忠谋回忆，我方“立了大功，被公司送到斯坦福念博士”，惩办良率问题，应是其在德州仪器“大功”之一。

良率还关乎摩尔定律前进的节拍。若是电路想象师将晶体管尺寸想象得比摩尔定律预测得还要小，那么晶圆厂加工贫窭，就会让良率遭受打击，让资本飙升，苹果的A17 Pro，应该属于这一类问题。

是以芯片更新换代并不是越快越好，而是要安妥资本最低的原则。可以这样领会，良率决定了芯片的资本，而资本下落的速率决定了芯片更新换代的快慢，即摩尔定律的节拍。

面前，一整块制成的晶圆仍是高达数万好意思元，良率稍有缩短，就会急剧涵养资本，是以业界对良率的追求变得愈加急迫。

提高良率的一个新趋势是采用更小的裸芯片。照旧射箭的例子，若是将中10环靶心比作裸芯片，不异的，裸芯单方面积越小，被毁伤的概率也越小，小芯片技巧（chiplet）应时而生——将一大块裸芯片拆分红很多小芯片，让每颗小芯片的面积更小，良率提高。然后再将很多小芯片在硅晶圆以及基板上封装在沿途，作念出一块更大的芯片。

本年6月苹果发布的M2 Ultra即是用两块较小的M2 Max芯片拼在沿途，信得过地说是用2.5D封装技巧达成的，是以也就有了“胶水芯片”的混名。

2个月前，有音问称台积电3nm工艺的良率仅为55%，最新音问是70-80%，这是一个可以的逾越。若是在翌日的几个月内，台积电能陆续将良率提高到90%甚而95%以上，废片带来的资本问题就会大幅缩短。

假定3nm的良率能提高到95%，那么台积电需要相当支付的资本将从36亿好意思元缩短到9亿好意思元。若是良率达到98%，那么台积电的相当资本将被进一步压缩到3.6亿好意思元。

那样的话，论断就会回转，台积电由于良率提高而省俭下来的30多亿好意思元资本将不再是软肋，而是铠甲。

改情切率压缩资本提高利润率安妥平方的交易逻辑，但不可透彻发挥台积电要替客户埋单废片的事情，是以也可以从所有这个词行业的视角来台电的这一反常举动。

一个信号是，三星于旧年6月份崇拜晓谕其已开动大界限坐褥基于3nm GAA制程工艺技巧的芯片，行为对比，台积电的3nm，晚了一年，且用的照旧FinFET工艺。

在不接头三星良率的情况下，摆在苹果等一众客户面前的3nm制造商的遴荐，有两个，三星和台积电，而台积电在先进工艺的代工上仍是有了一家独大的势头。此前，6月份，有传言称台积电仍是和包括苹果、英伟达这些中枢客户疏通，2024年开动加价3%-6%不等，尽管台积电对此暗示不予置评。

当初苹果基于供应链安全，遴荐台积电而烧毁三星的动作，在时空变换之后，逐步走漏出对调之势，这个时候若是三星能够拿出良率、产能王人有保证的3nm惩办决策，“去台积电化”就将成为定局。是以，其时行业里也有一个不雅点，台积电和三星的3nm之争，说的是“既分上下，也殊死活”，这个是值得顾惜的。

是以，关于台积电来说，在3nm上守住苹果这个客户，也就等于守住了三星。

另外，也不要忘了英特尔，它手中的Intel 3工艺亦然2024年量产，堪称可以突出台积电的3nm，而它往日也被台积电“横刀夺爱”。

本文作家：《芯片简史》作家汪波皇冠总进球，起原：腾讯科技，原文标题：《台积电与苹果“对赌”3nm芯片，和三星决“死活”》