我們 知道在那座位于美國硅谷圣荷西North First Street上的晶圓廠，里面的設(shè)備來自于包括應(yīng)用材料(Applied Materials)、日立(Hitachi)、Novellus與ASML；該座晶圓廠每月產(chǎn)能可達(dá)7,000片8吋晶圓，工藝節(jié)點(diǎn)從0.6微米到90 納米。值得注意的是，模擬芯片工藝的“甜蜜點(diǎn)”，目前仍在0.35微米至0.18微米之間。
此外我們也知道，蘋果一年為 iPhone與iPad采購的模擬組件數(shù)量，金額估計(jì)約20~25億美元；那些組件的大宗包括客制化電源管理IC、客制化程度較低的音頻編碼組件，以及各 種傳感器，包括運(yùn)動傳感器與觸控屏幕感測組件。如果我們要賭蘋果會在新購入晶圓廠生產(chǎn)這三種組件之中的哪一種，電源管理芯片似乎中獎(jiǎng)的可能性最大；因?yàn)闊o 論如何巧妙打造，模擬組件都能演變?yōu)槎喙?yīng)來源的成熟商品，但要微縮電源管理IC的功能仍是一大挑戰(zhàn)。
舉例來說，英特爾 (Intel)嘗試在Haswell系列處理器上整合電源管理功能，其目標(biāo)是把PC主板上的電源與散熱區(qū)域縮小，以催生更新一代的迷你PC主機(jī)；但是動 輒使用數(shù)十安培電力的機(jī)器并不容易微縮，英特爾甚至又回去使用更傳統(tǒng)的核心電壓穩(wěn)壓器(Vcore regulator)。
在移動設(shè)備的情況下，電源管理IC是針對每款手機(jī)或平板設(shè)備客制化的，而且根據(jù)手機(jī)功能性，可能會非常復(fù)雜；在一顆芯片上最多有26或28個(gè)不同的組件，包括2~3個(gè)300 mA開關(guān)模式穩(wěn)壓器，22或24個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)，還有鋰離子電池充電監(jiān)測控制器，以及數(shù)個(gè)LED背光驅(qū)動器。蘋果是采用Dialog Semiconductor 做為上述組件的供應(yīng)商。
要做到那樣的整合度，需要大量的辛苦工作而非任何特殊技術(shù)；你需要讓 LDO與其他電壓控制器順序開啟/關(guān)閉裝置(或者以頻率排序)，以響應(yīng)來自于手機(jī)應(yīng)用處理器與基頻處理器的指令。以BiCMOS或BCD工藝將功率晶體管植入CMOS基板的方法是目前最廣為人知的，甚至對那些需要拋棄內(nèi)存制造、轉(zhuǎn)向服務(wù)模擬客戶的亞洲晶圓廠來說。
功率晶體管植入能緩沖來自于以0.18~0.13微米工藝生產(chǎn)的CMOS控制邏輯的電源(電池或AC轉(zhuǎn)接器)；我們可以打賭，蘋果從Maxim收購的晶圓廠應(yīng)該也包含了晶體管植入機(jī)制。
用于傳感器的生產(chǎn)合理嗎？
有分析師猜測，蘋果新買的晶圓廠將支持先進(jìn)的傳感器原型制作；蘋果每年花在運(yùn)動傳感器上的采購金額約為7.5億美元，包括支持定位服務(wù)的計(jì)步器，能為了導(dǎo)航或是廣告目的，追蹤你的行動。值得一提的是，美國加州大學(xué)柏克萊分校的睡眠科學(xué)研究人員表示，蘋果iPhone內(nèi)建的傳感器敏感度與分辨率，足以放在床墊 下監(jiān)測使用者的睡眠情況。如果是這樣，Jawbone、 Fitbit等公司的智能手環(huán)或是各品牌的智能手表可能會顯得多余。
雖然蘋果應(yīng)該是與傳感器供應(yīng)商非常努力地密切合作，特別是在價(jià)格方面，我卻沒有感覺到最近相關(guān)技術(shù)有任何突破。MEMS傳感器制造的研發(fā)一直在持續(xù)，以降低 對大量化學(xué)蝕刻的依賴；在MEMS的制造過程中，通常需要在芯片上挖掘溝槽、隧道或是孔洞──這是為了制作能讓超威小可移動零件在其中移動的腔室──然后 將孔洞密封起來以防潮、或是防止其他環(huán)境污染物。
MEMS供應(yīng)商如InvenSense、mCube都擁有一些特殊制造技術(shù)；到目前為止，蘋果則曾經(jīng)采用來自Bosch、InvenSense與意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)的MEMS組件。無論如何， 此處的目標(biāo)是藉由減少工藝步驟來降低成本，不涉及傳感器本身的改變；而隨著專門生產(chǎn)MEMS組件的晶圓廠越來越多，這是蘋果不需要用自己的研發(fā)晶圓廠來解決的問題。
而涉及RF MEMS組件的問題就可能需要一個(gè)研發(fā)晶圓廠──數(shù)量越來越多的微型天線開關(guān)插入周期，可能為蘋果的工程師帶來挑戰(zhàn)；這已經(jīng)是個(gè)存在20年的老問題了，市 場研究機(jī)構(gòu)Semicon的分析師Tony Massimini認(rèn)為，蘋果很有可能就是那個(gè)可以成功推動RF MEMS技術(shù)起飛的廠商，而該公司新購的晶圓廠就是為了這個(gè)目的。
此外還有其他傳感器領(lǐng)域的挑戰(zhàn)，也可能是蘋果正試圖克服的；舉例來說，蘋果可能對研發(fā)利用光譜儀或其他波長感測半導(dǎo)體組件的高精度氣體與化學(xué)傳感器有興趣。目前產(chǎn)業(yè)界有大量傳感器技術(shù)正在探索新應(yīng)用，例如已經(jīng) 內(nèi)建于Apple Watch的脈搏血氧儀，還有皮膚水分傳感器以及心電圖探針。
有一家公司正在開發(fā)不相混 (immiscible)的半導(dǎo)體組件，能在分子等級讀取液體的化學(xué)成分；還有另一家公司開發(fā)了紅外線光譜儀，可提供分子等級的食物、藥物與燃料成分分析。雖然上述這些組件的成功，可能取決于經(jīng)過特殊調(diào)校的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，很難說蘋果是否會參與這些開發(fā)。
蘋果的應(yīng)用程序編程接口例如iHealth，讓傳感器開發(fā)商能更容易將組件與iPhone鏈接，但問題仍在于該公司對相關(guān)開發(fā)案的參與程度；而蘋果是否真的會成為大量模擬產(chǎn)品發(fā)展的幕后推手呢？讓我們繼續(xù)觀察下去！
編譯：Judith Cheng
本文作者Stephan Ohr為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分析師、顧問
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