传苹果已启动M3设计

台媒最新消息指出,苹果新款M3 SoC的核心设计已经启动!预计将采用台积电3nm N3E制程量产,这也将会是台积电宣布实现3nm技术后第一款落地的产品。

Commercial Times报道称,作为M2芯片的继任者,M3芯片的内部代号为“Malma”。报道还指出,M3芯片预估将会在2023年下半年或2024年第一季度推出。这也意味着,一旦M3进入量产,将会被苹果率先导入到iPhone 15 Pro/Pro Max中,那么下个月即将召开的苹果发布会上,iPhone 14系列用的A16处理器应该是赶不上了。

3nm工艺竟有5种?传良率已达80%

值得注意的是,就在前不久台积电在技术研讨会上一口气公布了多条工艺技术路线图以及未来的扩张计划,包括Nanosheet碳纳米片技术的开山之作N2 2nm工艺,以及FinFET鳍式晶体管的终结之作N3 3nm工艺,发展出了多达5种不同版本,包括:N3、N3P、N3S、N3X和N3E。

首先来看下N3,N3是台积电提出的第一个3nm级节点,该节点有望在今年下半年开始大批量制造,并在2023年初交付给客户,这也跟苹果的时间点吻合。

据悉,N3主要针对早期采用者,他们可以投资于领先的设计,并从性能、功率、面积(PPA) 中受益前沿节点提供的优势。但由于它是为特定类型的应用量身定制的,因此N3 的工艺窗口相对较窄(产生确定结果的一系列参数),就良率而言,它可能并不适合所有应用。

在这种情况下,台积电又提出了N3E,N3E可以说是N3工艺的增强版。据说N3与N5相比性能最高可以提升15%,功率最多可以降低30%,而N3E可以进一步扩大这些差异,将提供34%的功耗降低(在相同的速度和复杂性下)或18%的性能提升(在相同的功率和复杂性下),并将逻辑晶体管密度提高1.6倍。

此外,N3E工艺还可以根据客户需求定制栅极、鳍片数量,性能、功耗、面积指标也不一样,官方称之为“FinFlex”,比如:

2个栅极1个鳍片,可以性能提升11%、功耗降低30%、面积缩小36%;

2个栅极2个鳍片,可以性能提升23%、功耗降低22%、面积缩小28%;

3个栅极2个鳍片,可以性能提升33%,功耗降低12%,面积缩小15%;

除了N3、N3E以外,台积电还提出N3P、N3S、N3X三种路线。N3P是3nm制造工艺的性能增强版本;N3S是3nm密度增强版;N3X则是超高性能版,不在乎功耗和成本,也是N4X的继承者。不过这几种路线台积电没有做过多解释,目前依然是细节不详。

在良率方面,,日前有泄露的内部PPT显示台积电的N3E工艺进展非常好,良率喜人。其中N3E工艺生产的256Mb SRAM芯片良率可达80%,移动及HPC芯片良率也是80%,环式振荡器良率甚至能达到92%。虽然说这都是一些比较简单的芯片,良率高也是正常的,实际的处理器包含非常复杂的电路单元,良率还要继续打磨,不过台积电3nm工艺不像三星那么激进,总体上很稳。

有消息人士指出,苹果将是2023年台积电3nm工艺的首位以及主要客户,届时N3和N3E将可用。明年将会看到苹果的第一批 3nm 芯片,随着量产的开始,苹果也会将其导入到iPhone 15 Pro / Pro Max使用的A17 Bionic芯片中。

据悉,M3芯片可能和M2、M1一样,将再次使用4个性能核心和4个效率核心,被用于MacBook Air等产品,苹果有可能增加此型号的显示屏尺寸,从而通过更强的冷却解决方案改善散热效果。