揭開臺積電和三星iPhone 6S耗電差異之謎

　　早幾天開始，網上不繼流出兩廠A9的跑分，TSMC的A9比三星省電20%。蘋果急忙出來否認三星是次貨，強調正常使用只差2-3%，更把檢查CPU型號的App下架，讓一般用家無從得知手上CPU的型號。

　　說在前頭，蘋果的官方公布沒有騙大家，跑分不是正常使用。CPU只是電話中眾多元件之一，還有更加耗電的LCD螢幕和無線通訊。在正常使用下，CPU根本沒有多少時間在全力跑，所以就算CPU多耗電20%，平均計對續航力只有2-3%的影響，的確分別不大，大家實在不需要買到三星版iPhone 6S就跑去Apple Store退貨。

　　不過跑分時耗電量的差異同樣是事實，從Geekbench(目前還有一直在改版的蘋果測試軟體)的跑分數據中，很明顯出現兩組不同的耗電量。同一工廠生產CPU總會有些微性能差異，那是半導體生產過程物理上的變數，但三星的CPU很明顯比TSMC的耗電，畢竟兩間廠使用完全不同的技術。

　　此外，CPU運作時電力轉化為熱力，中學物理科學過的能量不滅定律，耗電較多CPU自然會較熱，所以三星機在跑分時比TSMC機高出幾度。

　　在制作晶片上，三星使用14nm技術，而TSMC則使用16nm技術。一般而言，半導體技術越細，運算速度越快，亦越省電。三星明明比TSMC細兩奈米(2nm)，有相為證，三星的晶片明明比TSMC的細，為什么技術低更省電?其實什么14nm或16nm，只是marketing的命名，很久以前半導體業界說是600nm技術，那組成邏輯單元(gate)的電路的確是600nm寬。

　　現在不論16nm也好14nm，其實都是同一代技術，在數字比上一代的20nm細便行了。在這一代技術上，Intel的邏輯單元明顯比其他廠的細小，它叫自已做14nm，TSMC有點厚道，知道自已的邏輯單元大一截，不好意思跟著叫14nm，所以叫自已的做16nm。

　　三星其實在偷雞，技術上應該是28nm，之后到20nm，再到14nm。他們跳過了20nm，直接叫自已做14nm，讓外界以為他們在技術追上Intel。不過也不能說三星完全講大話，在20nm和14nm之間，邏輯單元其實是同樣大小，最重要的分別是改用FinFET技術，即外界說邏輯單元結構上從平面轉為3D。FinFET與舊平面技術的差異太技術性，我說了也沒有人聽得明白，總之就是更省電，更高速吧。

　　這次iPhone 6S里面的A9，三星用是14nm第一代的14LPE技術，而TSMC則是用16nm第二代的16FF+技術。在半導體業界中，TSMC的16FF+比三星的14LPE省電20%，基本上是公開的秘密。主要是因為TSMC比三星的leakage做得更好，在電路靜止時電力流失較少，畢竟TSMC在晶片上的絕緣體(substrate)制作上，累積了20nm的設計經驗。三星抄捷徑跳過20nm，到最后始終要交學費的。三星第二代的14LPP技術，應該可以與16FF+看齊，不過量產進度出了問題，所以三星只好用14LPE頂硬上。

　　雖說理論上16FF+比14LPE省電，但從來沒有辨法可以證實。正常公司同一塊晶片，不可能出現兩個不同版本，因為不合成本效益。不同晶片不能直接比較，因為省電與否，還有很多其他設計因素。晶片制作成本十分昂貴，在電路的計設成本之外，制作一個晶片模(mask)要花幾百萬美元，只能在用一間工廠上生產，轉換工廠因為物資規格不同，晶片模要全新重制。只有蘋果這樣有錢的公司，才會把用一塊晶片做兩次，交給兩間不同工廠去生產。A9可以說是半導體行業中，極觸目的技術比拼，相信很快便有更詳細的測試，把TSMC和三星的技術徹底分析。

　　這次“晶片門”危機，蘋果很有可能沒有什么損傷，畢竟買iPhone的人買的是蘋果品牌，不會關心里面用那間工廠的CPU，而實際使用上亦沒有大分別。只是蘋果本來可以很輕易避開這個危機，A9出貨量大要兩間工廠一起生產才足夠供應，但可以iPhone 6S用TSMC，而電池較大的6S Plus用三星。兩臺電話組件有太多不同，不應該拿來跑分直接比較，便不太會出現這次的問題。

　　蘋果自Steve Job教主去世后，其產品質量控制屢次出現的問題，在以前是絕對不會發生的。雖然蘋果iPhone仍然熱買，它仍然是世上最有錢的公司，但感覺已經完全不同，沒有教主年代的霸氣，反而似十年前剛剛開始盛極而衰的微軟。