智東西（公眾號：zhidxcom）
文 | 董溫淑
十年前，從2010年的iPhone 4開始，蘋果逐步在產品中搭載自己研製的芯片。十年之後的2020，從iPhone、iPad到Apple Watch、AirPods，無不是內藏一顆“蘋果芯”。面對越來越龐大的蘋果自研芯帝國，今年早些時候，業界開始聚焦在那唯一的缺口——Mac芯片上。
關於蘋果將自研Mac芯片的消息已經沸沸揚揚，終於在今年6月23日舉辦的WWDC 20大會上塵埃落定，由蘋果CEO提姆·庫克向全世界官方宣傳。庫克本人稱這是“Mac前進的一大步”。
“蘋果矽（Apple Silicon）”計劃已經摘開面紗，但還有許多謎團待解。
蘋果自研Mac芯官方宣傳後不久，就有消息稱台積電將承擔為“蘋果矽”計劃代工的關鍵角色，也是蘋果為“蘋果矽”計劃選擇的唯一一家芯片代工廠商。
而且有細節稱，面對蘋果的絕對信任，台積電派出300人的團隊助力“蘋果矽”計劃研發，力求獨家代工不掉鏈子。
這已不是蘋果第一次把核心芯片代工的全部籌碼押在台積電身上。
我們追溯到10年前，蘋果和台積電就開始接觸並探討芯片研發和代工合作，甚至在三星還為蘋果代工A系列芯片時，台積電就已經作為“備胎”秘密地與蘋果進行聯合研發和技術突破。二者的合作遠比我們想象的要深遠和有故事。
從2016年搭載於iPhone 7的A10 Fusion芯片起，蘋果每顆A系列芯片的訂單被台積電全數吃下。在這之前，他們是怎麽走到一起的？
今天，智東西來深扒蘋果和台積電10年聯手造芯背後的故事。
一、台積電投300人研發，助力蘋果自研Mac芯“首秀”
在WWDC 20大會上，蘋果宣布了Mac芯片“蘋果矽”計劃，預計將用兩年時間完成從英特爾芯片到Arm架構自研芯片的轉變。從打造班底和芯片性能等方面來說，“蘋果矽”計劃都可以說是豪華。
在WWDC 20大會舉辦前幾個小時，消息人士@手機晶片達人爆料稱，為了幫助“蘋果矽”計劃順利落地，台積電慷慨拿出300人團隊，專攻“蘋果矽”計劃的研發、設計、先進工藝和封裝。
@手機晶片達人此前爆料的許多供應鏈消息都得到驗證。比如，2019年其爆料稱華為將自研PA（功率放大器）芯片訂單下給國內射頻芯片廠商三安光電。2020年，三安光電就出現在了華為P40的核心供應商名單中。因此，這次其爆料的台積電300人研發團隊消息可信度也很高。
這個神秘的300人團隊無疑是蘋果和台積電合作“蘋果矽”計劃的關鍵。
台積電作為芯片代工領域的龍頭企業，其300人的研發團隊陣容不論從數量還是質量上，都稱得上豪華。要知道，當初“中國半導體之父”張汝京建立起中芯國際，也不過用了300人的工程師班底。近期，中芯國際歷經19天成功過會，創下了科創板最快過會記錄。
其實，早在10年前蘋果和台積電剛剛接觸、談論合作可能性的時候，台積電就曾拿出一個100人的“One Team”進行技術突破。@手機晶片達人的爆料說明，至今蘋果和台積電或仍在沿用這一方式。
6月23日WWDC 20大會結束後，@手機晶片達人又發布微博，稱其預計5nm Apple Sillicon ARM CPU A14X成本約為75美金左右。相比之下，基於X86架構的10nm 4核酷睿i7處理器售價在300~400美元左右。
在成本更低的前提下，“蘋果矽”計劃產出的芯片性能怎樣？搭載蘋果自研芯片的Mac預計明年才會落地，但是各方媒體、消息人士已經開始從各個角度挖掘相關信息。
比如，曾準確預告微軟Xbox發布會時間的科技博主Paul Thurrott發博稱，使用基於“蘋果矽”的過渡工具的開發者洩露了“蘋果矽”的早期基準得分。得分顯示，搭載“蘋果矽”芯片的過渡工具性能達到甚至超過了基於Microsoft SQ-1芯片的微軟Surface Pro X。
通過運行跨平台處理基準測試程序Geekbench，蘋果開發者過渡工具（the Apple Developer Transition Kit）平均單核得分為811，平均多核得分為2871。相比之下，微軟的Surface Pro X平均單核得分為764，平均多核得分為2983。
要知道，Surface Pro X搭載的Microsoft SQ-1是高通和微軟花費三年打造的高性能Arm架構芯片。這說明台積電的300人團隊確實可能為“蘋果矽”計劃帶來強勁的競爭力，助力蘋果自研芯片Mac性能超預期。
2010年，蘋果首次發布搭載自研芯片的智能手機iPhone 4。當時iPhone 4搭載的Arm架構A4芯片是由三星代工。
今天的台積電與當年的三星有許多相似之處：同樣是獨家代工、同樣是代工Arm架構芯片、同樣是代工蘋果重要自研芯片。
不同的是，台積電專心芯片代工，不像三星除了芯片代工廠商外還有著手機廠商的第二重身份。而這也許就是台積電除了獨家班底外，贏得蘋果10年信任的另一個關鍵。
約10年過去，蘋果和台積電分別成為了智能終端和芯片代工領域的領頭羊。蘋果在供應鏈獲得更多自主權，隨著自研Mac芯片計劃的落地，蘋果自研芯片帝國版圖的最後一個缺口被補上。
台積電的市場份額逐年攀升，據市場分析機構iHS統計，2019年台積電市場份額達到52%。如果說過去這兩家公司互相成就了彼此，在未來，他們還將通過互相倚仗走得更遠。
二、2010年台積電首用“One Team”贏訂單，11個月使命必達
台積電與蘋果合作的故事要從2010~2011年間、兩家公司為A8芯片聚首而講起。在那時，台積電就曾拿出一個100人規模的“One Team”。這種“One Team”模式是如何被敲定的，我們不得而知。但是，從實施過程和結果來看，台積電的“One Team”使A8芯片獲得了成功。
2010年，時任蘋果運營副總裁Jeff Williams赴台與台積電前任董事長張忠謀及其夫人共進晚餐，席間雙方談論了一起合作的可能性。
Jeff Williams在業界有小Tim Cook之稱，擅長供應鏈管理，並在蘋果內部相關崗位深耕多年。
在七年後的2017年，Jeff回憶當初，笑稱那是一頓“很棒”的晚餐，雙方都認為“如果能把先進的科技和我們的目標結合是一個很棒的機會”。
雖然2010年就開始了接觸，但台積電與蘋果直到2013年才首次將芯片代工合作落地到iPhone上。
另有消息稱，2011年，時任台積電高管蔣尚義也曾與蘋果方面進行接觸，討論用先進製程進行合作的事宜，但並未敲定合作。原因主要在於蘋果方面的擔憂和台積電方面技術、產能的不足。
當時蘋果方面的顧慮是，台積電與蘋果沒有合作經驗，單純就產品而言，台積電的工藝和產能都要打個問號。
另外，2011年間，三星意識到台積電有意“截胡”蘋果訂單，曾在接待股票分析師時強調“只要台積電敢做，就一定敢告”。蘋果方面也忌憚轉單台積電會引起台積電和三星的芯片IP糾紛。
面對蘋果的為難，台積電展現出難能的誠意。
針對產能不足的問題，台積電投資90億美元新建、擴建產線。台中的台積電15廠於2010年7月16日動工建設，於2012年初廠房落成。另外，台積電分別於2013年上半年和下半年開始擴建其竹科12廠和南科14廠。
台積電在竹科12廠開辟出一條“蘋果專屬”20nm A8芯片研發生產線，還從南科14廠調度大批生產線工程師進行配合。這是台積電首次為客戶打造研發、生產合一的新製程生產線。
為了避免IP爭端，台積電在2011年底派出近百人的“One Team”奔赴美國蘋果總部。這支團隊先幫助蘋果解決A6芯片的設計問題，再幫助蘋果處理專利認證問題。
據稱，台積電最終拿出兩版A8方案供蘋果挑選，最大限度幫助蘋果減輕與三星打IP官司的風險。
在半導體領域，客戶為供應商的先進產品和技術提前“買單”並不少見。比如，三星、英特爾、台積電就曾入股支持光刻機巨頭ASML的研發；蘋果曾花10億美元收購英特爾的基帶芯片部門，其中包括技術、設備等等。
據了解，在台積電為了A8訂單突破技術、擴大產能的過程中，蘋果並沒有直接入股支持，也沒有讚助其重要生產設備。
儘管台積電誠意可鑒，但拍板讓台積電獨家生產A8對於蘋果來說還是一個艱難的選擇。在2017年的台積電30周年慶上，Jeff Williams談及當初的合作，直言當年下單台積電是一場賭注，“現在看來理所當然，但當時風險是難以預料的”。
想來在整個合作過程中，蘋果方面都把心提到了嗓子眼。但是，台積電最終交出了令人滿意的答卷。
當時，為了按時按量完成任務，台積電部署6000位員工趕工。最終，台積電破紀錄在僅11個月後就量產了Jeff口中“完美無暇”的A8芯片，並在這段時間向蘋果出貨超5億片產品。
搭載A8芯片的iPhone 6也被稱為蘋果最暢銷的產品，截至2019年停產共出貨約2.5億台。相比之下，諾基亞最暢銷的1100/1110系列手機銷量也在2.5億台左右。
三、“去三星化”背景下的一拍即合
其實，蘋果在2013年與台積電簽約，背後頗有一些無奈的意思。當時，蘋果不僅每年向三星獨家訂購手機SoC，還要訂購大量顯示屏和記憶體芯片。可以說，蘋果越來越意識到供應鏈對三星依賴帶來的危險。
三星與蘋果的合作關係起源於2005年1月推出的iPod Shuffle（搭載三星記憶體芯片）。那時，三星已經推出一系列手機，而蘋果還沒有手機業務。
iPod Shuffle大獲成功，截至當年4月份已售出約180萬台。這為蘋果、三星開啟了一段通力合作的“美好時光”。有消息稱，蘋果在2005年8月份即與三星簽約，大方表示要佔用三星40%的記憶體芯片產能。
隨後幾年，蘋果和三星的合作逐漸加深，蘋果下給三星的訂單也從記憶體芯片擴展到顯示屏和手機SoC。從iPhone 4搭載的A4到iPhone 5S搭載的A7，全部是由三星獨家代工。
但是，一切從蘋果推出iPhone的那一刻就已經發生了微妙的不同。商場如戰場的鐵律告訴我們，要分同一塊市場蛋糕的對手終究難以保持水下甚至表面的和平。
2010年，三星推出了第一代Galaxy手機Galaxy S。看到Galaxy S照片時，蘋果的人當即傻眼：這和iPhone也太像了吧！像到蘋果不認為自己被抄了都難。
如果說面對極其相似的產品，蘋果還能“忍一時風平浪靜”，那麽市場數據的變化則讓蘋果徹底坐不住了。2008~2011年，三星智能機全球份額增長了6倍、2011年達到了19.1%（第一），而蘋果以19%的份額居於第二。
2011年，蘋果把三星告上了法庭，稱三星抄襲了自家產品的外觀、風格等。2012年，美加州地方法院判決三星侵權成立。由於蘋果、三星始終沒能就賠償金額達成一致，二者之間這場官司斷斷續續打到了2018年才徹底結束。
要指出的是，在打官司期間，蘋果A5、A5X、A6、A7芯片（2011~2013年）的訂單還是只能下給三星。比會抄襲的競爭對手更可怕的，可能就是會抄襲還捏住了你核心部件供應鏈的競爭對手。對於憋屈的蘋果來說，已經低調開始進行20nm製程合作研發、正積極擴大產能的台積電成為最可靠的選擇。
iPhone 6的銷量數字也證明，經過2010至2013年的打磨，蘋果的芯片代工“備胎養成”計劃十分成功。
如果說台積電用百人“One team”拚出了A8芯片的成功和蘋果的信任，那麽A9芯片則幫台積電在市場的較量中勝過了三星。
蘋果在2015年發布的iPhone 6s和iPhone 6s Plus中搭載了A9芯片。而A9芯片是三星和台積電以2:3的訂單比例共同代工。其中，三星採用14nm製程工藝，台積電採用16nm製程工藝。
讓人大跌眼鏡的是，雖然號稱製程更先進，但三星生產的A9芯片在網友實測中“翻車”了。網友實測顯示，台積電生產的A9芯片功耗更低，甚至在iPhone 6S中能達到高於三星產A9芯片30%的能耗優勢。
因此，網友大面積對三星表示不滿。最後蘋果官方不得不發聲，稱台積電和三星生產的芯片間的差異不會超過2~3%。
但是，網友並不買账，甚至有人發布教程，教授消費者拿到iPhone 6/6S後快速辨別芯片來自三星還是台積電，號召消費者退貨搭載三星芯片的產品。
經此一役，台積電坐擁蘋果的100%信任和市場檢驗的“合格證書”。如果說在2010年這場戰役開打時，三星和台積電還能稱得上是不相伯仲，甚至三星略勝一籌，那麽到了2015年iPhone 6發布之後，台積電則是超越了三星。
A9以後的每一代A系列芯片，都是由台積電獨家代工。
結語：蘋果補全芯片版圖和台積電的新起點
從iPhone 6搭載的A8起，台積電與蘋果開始了業務往來。到今天，iPhone 12搭載的5nm製程芯片同樣出自台積電產線。
然而，今年台積電與蘋果的合作更有一層特殊的意義。蘋果將在新款Mac電腦中使用自研的Arm架構芯片。這意味著蘋果的自研芯片帝國版圖終於完整。
同時，台積電也把“One Team”這種玩法實行得風生水起。7月8日，@手機晶片達人 再度爆料，稱英特爾從2021年後要把GPU和CPU拿給台積電代工。作為回報，台積電同樣拿出一個專門的“Team”對其服務。
另外，代工Arm架構的電腦芯片對台積電來說也是一個新起點。目前，個人電腦、伺服器等都是基於X86架構芯片。隨著台積電代工的Arm架構電腦芯片逐漸成熟，未來電腦芯片架構也更多了一種可能。
未來是否會出現更多Arm架構的電腦芯片？台積電是否會開啟一個Arm架構電腦芯片時代？一切皆有可能。
參考報導：
1、《TSMC Invested 300 R&D Teams To Assist Apple In Development Mac Chips》CizChina
2、《研發結合生產ONE TEAM奏效》自由時報
3、《Apple COO Jeff Williams: We bet the company on TSMC》Philip Elmer DeWitt
4、《First Apple Silicon Benchmarks Destroy Surface Pro X》Paul Thurrott
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