苹果A10压倒性领先三大安卓旗舰芯片

数据显示,即便是苹果A9对比这几款当今旗舰CPU,在很多项目上都有明显优势,A10更是压倒性领先,只有内存延迟不如麒麟955、内存带宽不如骁龙820/Exynos 8890,看来A10的内存控制器没太大变化。

苹果A10采用台积电16nm FinFET InFO工艺制造,仍旧是双核心,但是主频飙升到2.4GHz,相比于A9猛增30%,GPU则有望首发全新一代Mali-G71,六核心,主频1GHz。

根据此前,GeekBench 4曝光的数据显示,A10处理器的单核跑分为3379分,双核跑分为5495,尤其是单核跑分成绩,已经超过了此前A9X处理器,当然也远将骁龙820甩在身后。 20160907-INFO-5 产业达人@i冰宇宙微博称:苹果A10是苹果处理器架构变革前的最后一款处理器,A11架构要发生革命性改变;苹果A10相比A9提升最大的AES加密,提升了1.3倍;A10处理器各子项的测试项的性能对比:AES不用说了,直接翻倍。整数中HTML5的两个测试项表现突出,尤其是HTML5 DOM这项,是8890的两倍,是骁龙820的11倍。 20160907-INFO-2 20160907-INFO-4 骁龙820、Kirin955、Exynos8890、A9、A10全部子测试项对比(灰色为A10)

从目前来看,苹果A10处理器性能表演的非常强悍,各项测试数据增量爆表,在功耗和性能上可能是第一款最接近3D-IC(超越摩尔定律)的产品,尤其是其率先采用台积电历时四年研发的后段制程——InFO WLP工艺制造。甚至可以看到,下一代产品A11将采用台积电10纳米FF+InFO工艺,InFO删去了封装中的基底,因此手机SoC的厚度从1mm降到0.8mm或更低,这恐怕会给手机芯片产业造成地震。

苹果首次将扇出型封装带进智能手机

苹果作为最厉害的手机芯片设计公司之一,台积电作为全球最大的纯晶圆厂和IC代工服务商,A10就是双方的强强合作联手打造出来的超一流产品。目前,台积电一家通吃A10订单,A11也极有可能由台积电通吃,挑剔的苹果在两者之间做出选择,这是市场最优质客户对台积电的代工服务实力的强烈认可。作为16纳米阵营另外成员的三星、高通、华为,华为与台积电联手打造的麒麟950在业内获得极高评价,高通结盟三星推出的骁龙820也获得不菲成绩,三星自研Exynos 8890表现不俗,但这几款芯片也只能算是一流产品。

错失台积电16FF+InFO工艺,可能是高通在骁龙810之后的又一重大失误,因为联发科、华为海思可能将比高通先拿到台积电INFO产能。台积电扇出晶圆级封装(FOWLP)这项技术取得市场(苹果A10\A11)上的成功,可能会成为使3D-IC跨越鸿沟进入主流市场的重大事件。 20160907-INFO-1扇出型封装技术

此前有报道称,苹果还会采用“扇出型封装技术”(Fan-out)为iPhone 7安装ASM(Antenna Switching Module,天线开关模组)芯片,在整个智能手机产业还是第一次。去年,台积电以8500万美元向高通买下的龙潭厂,即规划为InFO专用厂。

扇出型封装技术能够通过拔出半导体芯片外部的线路输入/输出端口布线,在封装芯片内部增加输入/输出(I/O)端口。完成这个步骤,芯片就能进行封装。这项技术能够避免单纯为了增加输入输出端口数量,就扩大芯片尺寸。所以,产业界将目光瞄准了扇出型封装技术,希望缩小芯片尺寸的同时,在封装芯片内部增加输入输出端口,这样的成本最划算。

如果采用扇出型封装技术,常规硅芯片和半导体化合物可以封装在一起,也就是说,iPhone 7手机中的ASM芯片会将硅芯片和GaAs(砷化镓)半导体化合物合为一体。

如果采用之前的技术,很难对硅芯片进行综合性封装。GaAs广泛应用于射频领域,它可以很好地处理高频率信号。

同样,苹果将2块芯片封装在一起就可以节省空间。一位产业界代表透露,苹果此前有过类似做法,不过这次用的地方不同。苹果为ASM芯片引入扇出型封装技术,它还可以有效减少信号损耗。也就是说,苹果将在iPhone 7芯片上率先引入Fan-out封装工艺,变得更轻薄更省电。

扇出封装、3D-IC市场迎来重要转折点

研究机构Yole Developpement指出,2016年是扇出型封装(Fan-Out Package)发展史上的重要转折点。在苹果(Apple)与台积电的领导下,已发展多年的扇出型封装技术未来将被更多芯片厂商采纳。

Yole先进封装与制造分析师Jerome Azemar表示,对扇出型封装技术发展而言,2016年是重大转折点的原因有三:第一,苹果处理器的采用,为扇出型封装创造出庞大的需求量,奠定规模经济的基础;第二,在台积电的技术突破下,扇出型封装技术可支援的I/O数量大增。在此之前,扇出型封装主要锁定的都是I/O数量较少的应用。第三,苹果可望发挥示范作用,吸引其他芯片厂商加入使用扇出型封装的行列。 20160907-INFO-1 Yole进一步预估,未来扇出型封装可能会分成两种典型应用,其中之一是一般的单芯片的扇出型封装,主要应用是基带处理器、电源管理、射频收发器等芯片。这是扇出封装的主要市场。另一个主流则是高密度扇出型封装,主要针对应用处理器、存储体等具备大量I/O接脚的芯片。Yole认为,前者是稳定成长的市场,后者则还需要搭配出更多新的整合技术,因此发展上还有些不确定性,但未来的成长潜力非常巨大。

据伯恩斯坦预测,如果这项技术取得市场上的成功,可能会成为使3D-IC跨越鸿沟进入主流市场的重大事件。引进这一技术,通过业界领先公司引人注目的成功案例和市场领先供应商的整套解决方案可打消典型“实用主义者”的所有顾虑。混用隐喻(或模式,因情况而异)来说,如果3D-IC最终进入光明复苏期并冲击主流市场。

20160907-INFO-6 超越摩尔定律(More than Moore)时代的来临

此外,超越摩尔定律(More than Moore)时代的来临将改变半导体市场版图,首当其冲的是印刷电路板产业。在印刷电路板产业中,用于半导体封装的印刷电路板是最具高附加价值的产品之一,倘若未来FoWLP封装技术普及,封装用印刷电路板市场将随之消失。具有技术能力的半导体封测厂商,目前取得的订单数量已逐渐增加。

张忠谋洞察先机,台积电InFO跨入晶圆级

张忠谋早已洞察先机,四年前即宣布台积电要跨入封装领域。

台积电的整合扇出晶圆级封装(InFO WLP)技术是拿下A10大单的关键原因。这是众多3D封装电路技术中的一种,可以在单芯片封装中做到较高的集成度,而且电气属性更佳——说白了就是成本更低、性能更好、功耗更小。

台积电在一份论文中就提出,InFO WLP技术能提供更好的散热性能,而且整合的RF射频元件、网络基带性能也会更好。

另外,苹果去年就在秘密招聘工程师,开发自己的RF射频元件。

3D-IC封装技术才刚刚起步,台积电InFO WLP相比其他方案的一个好处就是,它不需要在现有封装基板之上增加额外的硅中间层,就像AMD HBM那样,而是只需在基板上并排方式多个芯片元件,同时又能让彼此互通。

台积电似乎已经克服了InFO各种困难的良率问题,为先进AP(应用处理器)提供一个更薄的Form Factor、更便宜、良好可靠度的晶圆级封装技术方案。目前看起来台积电的InFO技术已经开发完成,并通过Apple的验证,第一代InFO在龙潭封装厂2Q16量产,配合16nm Apple A10订单量产。

2017年之后,其他客户如Qualcomm(高通)和MTK(联发科)势必跟进,InFO产能需求大增,客户也会要求有Second Source,研判台积电不排除将InFO技术授权给专业封装厂使用,毕竟台积电的核心业务是晶圆制造,不是封装。

台积电正在开发第二代InFO技术,将配合10nm和7nm制程技术的进度量产。

三星全力追赶 押注后段制程竞争力

三星电子(Samsung Electronics)系统LSI事业部认为,台积电抢下苹果A10处理器代工订单的关键是后段制程竞争力问题,因此积极进行集团内部整合,加强发展FoWLP封装技术。

业界传闻三星电机从三星显示器(Samsung Display)接收天安厂老旧液晶显示器(LCD)产线L3及L4之后,着手将厂房转换成半导体封装工厂,近期已对相关封装设备厂商发出设备订单,第一批设备将在8月入库,预计2016年底评估量产的可能性,最快2017年初可正式启动量产。

这是三星电机首次跨足半导体封装事业,产线转换计划投入大规模的三星电机人力与三星电子系统LSI研究团队,三星电子透过与三星电机合作策略,将有助于研发出符合客户要求的封装技术;三星电机则可透过从事封装事业,降低因印刷电路板出货减少带来的业绩影响。

三星电子系统LSI事业部将用于移动应用处理器(AP)的电源管理IC,交由三星电机进行FoWLP封装,未来会逐步将FoWLP封装范围扩大到无线射频(RF)与其他AP芯片,三星电机有意在第一条封装产线启动后,增设第二及第三条产线。

FoWLP封装系采用拉线出来方式,可让多种不同裸晶(Die)做成像晶圆级封装(WLP)制程一样埋进去,减少一层封装,由于FoWLP封装无需使用印刷电路板,生产成本较低,且厚度较薄、散热功能较佳。业界认为三星电机决定跨足封装领域,应与封装用印刷电路板市场需求减少有关。

智能手机繁荣期成为过去,苹果次世代iPhone也将颠覆,核心零部件和生产工艺进入全新层面,2016年应该是超越摩尔定律的元年。

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