苹果A20芯片与服务器芯片将采用台积电下一代封装技术WMCM与SoIC
WMCM(晶圆级多芯片模块) 和 SoIC(集成芯片系统)。这不仅仅是一次简单的技术升级,它预示着芯片设计和制造的范式转移,将对未来的消费电子和高性能计算产生深远影响。
后摩尔定律时代的破局者:为什么是先进封装?
数十年来,半导体行业在摩尔定律的驱动下飞速发展,通过不断缩小晶体管尺寸来提升芯片性能。然而,随着物理极限的临近,单纯依靠工艺节点的微缩变得越来越困难且昂打。业界迫切需要寻找新的技术路径来延续性能增长的传奇,而”先进封装”正是那个脱颖而出的答案。
与将所有功能集成在单一硅片(Monolithic Die)上的传统SoC不同,先进封装技术(如Chiplet”小芯片”和3D堆叠)允许将不同工艺、不同功能的Chiplet异构集成在一起,像搭乐高一样构建一个强大的系统。这种方式不仅可以提高良率、降低成本,更能提供前所未有的设计灵活性。苹果此次拥抱WMCM和SoIC,正是对这一行业趋势的积极响应和引领。
WMCM:为iPhone注入更强动力
针对下一代iPhone(预计为iPhone 18系列)的A20和A20 Pro芯片,苹果将采用WMCM(Wafer-Level Multi-Chip Module)封装技术。
WMCM是什么? 它是一种在晶圆(Wafer)级别上集成多个芯片模块的技术。这意味着在将晶圆切割成单个芯片之前,就可以将CPU、GPU、内存、I/O等不同的功能裸片(Die)预先封装在一起。
WMCM的优势:
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极致尺寸与效率:通过在晶圆上直接集成,可以最大程度地缩短不同功能模块间的连接距离,从而制造出尺寸更小、功耗更低、效率更高的SoC。
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设计灵活性:苹果可以灵活地组合来自不同供应商或采用不同工艺制造的功能模块,实现最优的性能与成本组合。
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产能保障:根据报道,台积电将在其嘉义P1工厂为苹果建立专门的WMCM生产线,初期月产能目标为10,000片晶圆,这为苹果核心芯片的未来产能提供了坚实保障。
这项技术将使得未来的iPhone在保持轻薄机身的同时,拥有更加强大的处理能力和更长的续航表现。
SoIC:开启苹果芯片的3D堆叠革命
在对性能要求更高的服务器芯片,乃至未来的M系列Pro/Max/Ultra芯片上,苹果将目光投向了更具革命性的SoIC(System on Integrated Chips)技术。
SoIC是什么? SoIC是台积电的王牌3D封装技术之一,它能够实现将两颗或多颗芯片像盖楼一样直接垂直堆叠。这种”面对面”(Face-to-Face)的混合键合(Hybrid Bonding)技术可以实现无凸点(Bumpless)的超高密度连接。
SoIC的优势:
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超低延迟与超高带宽:想象一下,两颗芯片之间的通信距离从毫米级缩短到了微米级。这种超短的垂直互连路径极大地降低了数据传输延迟和功耗,同时提供了巨大的带宽,这对于AI计算和数据中心等场景至关重要。
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极致的性能密度:在单位面积内可以集成更多的晶体管和功能,为苹果M系列芯片突破性能极限提供了可能。此前已有传闻,苹果可能在M5 Pro和M5 Max上率先试水SoIC技术。
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专用生产设施:为了满足苹果的需求,台积电的竹南AP6工厂将成为SoIC芯片的量产基地,预计在2025年底开始提升产能。
从A20的WMCM到服务器芯片的SoIC,苹果与台积电的深度合作再次展示了其在半导体领域的前瞻性战略布局。这标志着苹果的芯片战略正从单纯追求工艺节点的领先,转向工艺与封装技术双轮驱动的全新阶段。
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