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科技大咖自行開發晶片成主流

【文/魏聖峰】

蘋果、谷歌、亞馬遜、特斯拉和Meta平台最近紛紛自組IC設計團隊,研發各種晶片。面對這趨勢,英特爾、超微、Nvidia和高通積極轉型,搶攻5G商機。

蘋果和高通在二○一九年四月達成訴訟和解協議,改由蘋果與高通簽訂為期六年的授權協議,蘋果取得高通的全球授權協議和晶片授權協議。表面上蘋果仍脫離不了當時必須支付高額「高通稅」宿命,蘋果也向英特爾採購麥金塔電腦(Mac)晶片,從那時開始蘋果打定主意要自行研發微處理器和數據機晶片(Modem),並在去年發表首款M系列晶片。

蘋果執行長庫克在去年六月的產品發表會中宣布,未來蘋果在Mac中使用自己研發的晶片。接著在去年十一月推出全新MacBook Pro與Mac Mini。自己打造的M1晶片,比英特爾晶片更強大,還能提供更長效的電池、無風扇設計、靜音能力強等功能。去年底蘋果又發布兩台搭載M1的電腦,包括全新iMac和配備更強大M1晶片版本的MacBook Pro。這些動作,象徵著蘋果朝自家晶片移轉又邁進一大步。

蘋果家大業大,二○○七年六月推出第一代iPhone,將人類推進到智慧型手機的時代,同時開啟蘋果營運大成長的紀元,蘋果至今已推出十五代的iPhone。由於iPhone在全球手機市場的滲透率最高,因為iPhone使用高通的數據機晶片,必須給付高額的版權稅,前幾年才會出現蘋果與高通長年的版權訴訟官司。二○一九年蘋果給付六○億授權費用給高通,同一年向英特爾收購通訊晶片部門,打算自己研發通訊晶片,擺脫對高通長年的依賴。

蘋果推M系列晶片

蘋果能成功自行研發晶片,除了有資金能自組IC設計團隊外,ARM架構的普及化,讓蘋果容易取得晶片設計的IP,而台積電高階製程的晶圓代工,提供客戶客製化的晶片製造,且台積電沒有自家產品,僅做專業的晶圓代工製造,晶片客戶不怕設計晶片機密外流或遭台積電掌握。去年第四季蘋果成功推出M1、M1 Pro/Max兩款晶片後,預計今年下半年和明年上半年會推出M2、M2Pro/Max晶片。兩款M1系列晶片採用台積電五奈米製程,而M2晶片將採用台積電更高階的四奈米製程。

在數據機晶片部分,市場傳出蘋果和高通的授權合約將持續到二○二三年,由於高通在5G方面擁有很多專利,讓蘋果在與高通的談判中屈居劣勢,光是高通數據晶片成本就占整個iPhone成本的二二%,這是不爭的事實。以蘋果研發出比英特爾晶片更強大的M系列晶片,要研發出數據晶片只是時間上的問題。蘋果非常講究自家產品的品質,想要擺脫對高通的依賴,除了晶片成本的問題外,還有高通數據晶片訊號沒能達到蘋果嚴格的要求也是原因之一,因為高通數據機晶片使用在Android手機的表現普遍比蘋果的iOS平台要好。

微軟、谷歌打造SoC晶片

除蘋果自組IC設計團隊,微軟也對外徵才,要打造自家SoC晶片,擺脫對英特爾晶片的依賴。微軟最近從蘋果挖角資深晶片設計師加入陣容,研發自家伺服器晶片,未來將用在雲端Azure資料中心伺服器以及Surface系列機種。隨著ARM架構下晶片越來越多,微軟正和高通合作,積極打造ARM架構的Window作業系統,擴大Window作業系統的版圖。在AI和機器學習有強烈企圖心的谷歌,過去四年從蘋果和英特爾挖角資深晶片設計師擔綱主持人,組成自家IC設計團隊,耗時四年、首款自行設計SoC的Tensor晶片用在Pixel 6系列手機。谷歌在二○一八年以十一億美元買下宏達電(2498)的研發團隊,在這款Tensor晶片融入Pixel 6手機的軟硬體結合過程有很大的貢獻。長期以來晶片的研發進度都趕不上科技發展的速度,很多新科技技術好幾年前就存在,卻沒有更好的運算方式讓這些技術加到手機上。這次谷歌的Tensor晶片在耗能降低部分表現優異,才能把Pixel 6相機加入AI技術和動態肖像模式,強化光線調校功能,提高整體手機的賣相。

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