为什么14nm的三星A9会输给16nm的台积电？

全新一代iPhone 6s/6s Plus发布了，自信的苹果给新iPhone定下了年内出货量超过8000万部的高目标。出于对更先进制程的A9芯片产能保证，以高效供应链著称的苹果大胆地给A9芯片引入了双供应商，所以本代A9芯片首次出现了三星和台积电两家代工厂。引入双供应商的结果就是引发了闹得沸沸扬扬的“芯片门”事件。 按照我们以往的逻辑，处理器是否优秀和“纳米线宽”有着必然关系，虽然CPU，但是在性能和制程线宽上依然诠释着“摩尔定律”，而且一般说来，越小的制程意味着效能越高，所以之前大家都希望自己能买到采用三星14nm制程A9的iPhone6s，不过现实让人大吃一惊，在很多GeekBench测试里，台积电16nm制程的A9续航完胜三星14nm，并且差距非常明显。后来越来越多的测试表明，这种差距只是部分存在且仅仅存在GeekBench的测试中，对用户几乎没有任何影响。 但让人疑惑的是，即便是这样但两个A9芯片的效能差异还是存在的，这是什么原因呢？ 首先，CPU只有几个厂能够成熟供货，因为CPU制造是一个非常复杂的技术，CPU芯片的逻辑电路代码确定后，将电路逻辑“画”到硅片上的过程是一项艰难的任务。相当麻烦的是电路的具体布线方式与芯片工厂的工艺特性直接相关。同一套芯片代码用不同的制造工艺来实现，具体的电路布线会有很大差异。 三星和台积电的线宽制程工艺不同，如果一颗芯片想要交给两家工厂来生产，芯片设计方就必须为两家各自设计出不同的电路布线方案。此外，由于代工企业间的工艺差异，很可能不同工厂生产的同款芯片的性能、面积、能耗都有区别。而这时候三星在线宽上领先仅仅2nm的作用就几乎可以略去了。很多时候这些区别会大到消费者难以接受的程度，而要让两家代工企业做出各方面指标都非常接近的芯片非常困难。而这时候三星在线宽上领先仅仅2nm的作用就几乎可以略去了。所以苹果承认了两种手机存在2-3%上的差异。 但是苹果并没有解释某些机型在GeekBench测试下存在明显差异的原因。据笔者分析，这个三星良品率低有直接关系，近年来三星半导体制造工艺突飞猛进，特别是去年率先推出了14nmFinFET工艺的Exynos芯片，让高通骁龙810输得一败涂地。据业界普遍看法是，三星制程工艺进步神速是得益于挖角台积电。早前台积电一直在FinFET保持着领先优势，在原台积电领军人物梁孟松的带领下，三星从45nm、32nm、28nm时代快速赶上台积电。不过台积电毕竟是做半导体制造的老牌巨头，三星拿去的东西消化不了，无法完全驾驭FinFET技术，制造出来的CPU良品率非常低，甚至被曝出A9芯片的良品率不到30%！而相比之下台积电16nm制程下的A9芯片已经达到了80%以上良品率。 出于这几个方面原因，笔者认为在GeekBench测试中续航不理想的主因就是三星CPU良品率低。不过话说回来，多种测试结论显示，这种差距只存在少量机器中，更何况在用户的使用中不会出现任何效能差别，也不必过多纠结。 而苹果为什么会选择一个如此低良率的CPU供应商呢？首先处于巨大产能保障考虑；其次，CPU制造极端复杂，三星近乎成了除不接单的英特尔外的唯一选择，何况三星也曾历次代工A系列芯片；最后，三星给了苹果更加低廉的报价，这个价格差距完全可以盖掉苹果对CPU品控成本。