苹果M5芯片已进入量产阶段,日月光、长电科技、Amkor负责封装

来源:半导纵横发布时间:2025-02-06 13:36
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苹果新一代M5芯片开始量产,并于上个月开始封装。

据报道,苹果新一代 M5 芯片已经开始量产,并于上个月开始封装,封装工作由中国的长电科技、日月光,以及美国的 Amkor 负责,目前日月光已率先接入量产。

知情人士透露,目前这批生产的型号是针对入门级配置的 M5 芯片,而非更高端的 M5 Pro、M5 Max 和 M5 Ultra。参与封装的三大公司目前正在投资扩建设施,以支持高端型号的量产工作。

据公开资料,长电科技正在投资100亿元建设晶圆级微系统集成高端制造项目,一期建成后将年产 60 亿片高端先进封装芯片。项目全面投产后,将形成年产 9 万片扇出型及 2.5D/3D 异质先进封装产品的产能;日月光于去年10月在日本高雄举行 K28 厂动土仪式,预计2026年竣工,将重点扩建 CoWoS 先进封测产能,同时投资新台币 7.01 亿元,取得日本北九州市土地;Amkor越南工厂将重点提供先进的系统级封装和测试解决方案,两期工程年产量预计为 6 亿件和 12 亿件,目前一期工程已达到年产能的 70%,二期工程正在安装机器,计划于2025年 9 月全面投入运营。

在制造工艺方面,M5系列芯片将采用台积电的N3P制程工艺,这也是台积电第三代3纳米制程技术,相比上一代M4芯片所采用的工艺能效提升5%-10%,性能提升约5%。

此前曾有报道,苹果已确定包下台积电2纳米以及后续A16首批产能,其中2纳米产能预计最快有望于今年iPhone 17 Pro全面导入。不过,考虑到台积电2纳米工艺尚未量产,苹果选择了更为成熟的N3P工艺,以确保产品的稳定性和供应链的可靠性。

苹果计划在M5 Pro、M5 Max和M5 Ultra处理器中采用SoIC(系统级集成单芯片)封装技术。SoIC是台积电在 2018 年提出的全新 3D 集成电路解决方案,也是业内第一个高密度 3D chiplet 堆叠技术,主要是为解决半导体进入 2 纳米及以下制程后,摩尔定律逐渐失效的挑战而诞生。

与其它封装技术相比,SoIC具备高集成度,凸点间距最小可达 6um,可实现超高密度垂直堆叠,在相同体积内集成更多功能单元,最多可堆叠 12 颗芯片;通过减少芯片间的信号传输距离和延迟,提高数据传输速率和处理速度,能让芯片在接近相同的体积里增加双倍以上的性能;缩短信号传输路径,降低信号传输过程中的能量损耗,可实现高性能、低功耗和最小 RLC;更好的电源完整性和信号完整性,减少了电磁干扰和信号失真等问题,提高芯片的稳定性和可靠性;支持将不同工艺节点、不同功能的芯片进行异质整合,为芯片设计提供更多的灵活性和可扩展性。

值得注意的是,SoIC与CoWoS、InFO等封装技术不是竞争替代关系,而是可以同时使用,基于SoIC的CoWoS/InFO封装可带来更小的芯片尺寸,实现多个小芯片集成,例如AMD MI300芯片采用SoIC搭配CoWoS来提升AI计算性能。

此外,M5系列还可能采用CPU与GPU分离的模块化设计架构。采用这种架构的好处在于功能独立化,CPU 和 GPU能够各自承担独立的计算任务,CPU 专注于通用计算、逻辑处理、指令执行等任务,GPU 则专门负责图形渲染、图像计算、视频处理以及近年来的人工智能计算等高度并行化的计算任务。同时,CPU 或 GPU 模块能够单独进行升级、扩展或替换,而无需更换整个系统。值得注意的是,英特尔 Meteor Lake就采用了类似的分离式模块设计。

M5芯片完全面向AI市场,将进一步提升苹果设备的AI性能。据推测 M5 芯片可能拥有比 M4 更强大的神经引擎,苹果 M4 芯片的神经引擎能达到38万亿次/秒运算,M5 芯片的神经引擎运算能力可能更高,可专门处理 AI 任务,如人脸识别、语音识别等,提升处理速度和准确性。

苹果分析师郭明錤透露,预计首款配备 M5 芯片的设备将是新款 iPad Pro,该产品将于下半年进入量产。按照苹果的升级周期,预计其各大产品线将按逐渐更新到 M5 系列芯片。

· iPad Pro:M5芯片可能会在2025年底或2026年初至中期首次亮相。

· MacBook Pro:预计配备M5系列芯片的机型将于2025年底推出。

· MacBook Air:M5版本可能在2026年初推出。

· Apple Vision Pro:预计在2025年秋季至2026年春季之间推出搭载M5芯片的新版本。

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