拆解的iPhone，揭穿了芯片供应神话

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有时，我会看到某家公司发布新产品（通常是一种新芯片）的演示文稿，其中包括如下声明：

“我们是唯一一家拥有全系列 FPGA 的半导体制造商，从最小、最具成本效益的设备到最先进、最前沿的设备。”

或这样：

“我们是唯一一家全系列半导体供应商，提供从二极管到最先进的处理器和 FPGA 等所有产品。”

也许这些公司正在效仿沃尔特·布伦南，他在老西部电视剧《The Guns of Will Sonnett》中扮演主角，常说“No brag, just fact”。这部电视剧于 1967 年至 1969 年在美国上映，布伦南是一位知名演员，曾出演过多部电影和电视剧。

当我听到半导体公司发表上述言论时，我肯定会让他们失望，因为我对这种说法完全没有热情。

几十年来，半导体公司一直试图将自己打造成全线（full-line）供应商，但“全线”对不同的人来说有不同的含义。20 世纪 60 年代和 70 年代的全线半导体供应商提供从二极管和晶体管到 IC 的各种产品，包括飞兆半导体公司（现为安森美半导体公司的一部分）、摩托罗拉半导体产品部门（现为安森美半导体公司和恩智浦半导体公司）、飞利浦半导体公司（现为恩智浦半导体公司）、西门子半导体部门（现为英飞凌）、SGS 的各个分支（现为意法半导体公司）和德州仪器。

然而，半导体业务已经变得如此多样化，以至于没有一家公司可以制造所有产品。现在有如此多令人着迷的利基半导体应用，这些应用通常需要不寻常的工艺技术，例如用于低功耗应用的绝缘体上硅 (SOI)、用于射频应用的砷化镓和用于功率器件的碳化硅。没有一家半导体公司拥有足够的资源来填补所有这些市场空白。

当然，从商业角度来看，这种被视为全线供应商的愿望是有一定道理的。毕竟，一个供应商在电路板上能捕获的零件越多，该供应商的服务可用市场 (SAM) 就越大。然而，一个供应商很少能为电路板上的每个“插槽”（socket）提供最好的设备。（抱歉，“插槽”一词的使用已经很古老了，我们通常不再使用插槽设备，但这个习惯仍然存在。）

商业信息整合商 Quartr 的一张信息图让我深刻地认识到了这一点。该信息图显示了 Apple iPhone 15 中的三个主要电路板，并列出了这些电路板上使用的许多主要芯片的品牌。

iPhone 15 的主板以苹果自己的 A17 Pro 处理器为中心，该处理器系列得到了大量媒体报道。苹果开始制造自己的处理器，为系统公司开创了先例。这并不是一种新做法。半导体行业充满了系统公司的例子，例如 IBM、AT&T 和 HP，它们开始为自己的系统设计开发专用半导体。亚马逊和 Meta 是最近的例子。然而，这些系统公司都没有尝试或正在尝试制造所有所需的芯片。

上图所示的 iPhone 15 逻辑板还包含来自博世、博通、Cirrus Logic、瑞萨、SK 海力士、ST 和德州仪器的芯片。内存板集成了来自 Cirrus Logic、Kioxia、NXP 和德州仪器的芯片。射频板集成了来自博通、NXP、高通、Qorvo、Skyworks 和 ST 的芯片。芯片供应商的种类繁多，说明了“全线供应商”断言的空洞，对于任何系统级设计工程师来说，这都是非常熟悉的情况。您尝试为给定的应用程序选择最佳组件，但没有一家公司能为所有可能的细分市场制造最好的设备。

标准接口为民主系统设计铺平了道路，英特尔是推动这种民主化进程做出最大贡献的公司之一，它开发或领导开发通用接口标准，如 PCI、PCIe 和各种 USB。其他近乎通用的接口标准包括各种以太网、移动行业处理器接口 (MIPI) 标准及其密切相关的相机串行接口 (CSI)、I2C、I3C 和 SPI，而专用的 DDR 接口标准允许混合和匹配 DRAM DIMM。业界拥有大量标准接口，允许轻松混合和匹配来自众多半导体制造商的 IC。

然而，商业考虑有时会掩盖接口标准的平等主义，并成为系统设计民主性的平衡。至少有一位现任半导体公司首席执行官以其极其激进的定价策略而闻名。据报道，这个人会见客户，查看他们的电路板设计，并告知他们他预计会赢得的插座。这些预期随后会成为一些赤手空拳的价格谈判的重要组成部分。

政府机构对这种强硬手段持悲观看法。2010 年，英特尔同意了联邦贸易委员会 (FTC) 的一项同意令，其中包括禁止英特尔使用“威胁、捆绑价格或其他优惠来排除或阻碍竞争，或以其他方式不合理地抑制竞争性 CPU 或 GPU 的销售”的措辞。2009 年，该公司因类似行为被欧盟委员会 (EC) 罚款。2022 年，欧盟 (EU) 普通法院部分撤销了欧盟委员会 2009 年的罚款，但确认英特尔滥用了其在欧盟竞争规则下的市场支配地位，因此欧盟委员会处以了较小的罚款。

英特尔并不是唯一一家受到联邦贸易委员会或欧盟委员会审查的技术制造商。它只是联邦贸易委员会关注的最明显的对象。2021 年，联邦贸易委员会批准了一项最终命令，禁止博通与客户签订某些排他性或忠诚度协议，以供应广播机顶盒、DSL 和光纤宽带设备使用的关键芯片。该命令还禁止博通根据排他性或忠诚度协议限制对这些芯片的使用。这些协议和裁决在具有约束力时确实会影响企业行为。

根据我的经验，设计工程师在很大程度上不会受到这些商业诡计的影响，这些诡计绝不仅限于半导体和电子行业。然而，买家和高管完全沉浸在这个世界中，因为定价和采购是半导体制造、营销和销售的技术和商业方面的两个交汇点。这些交汇点让事情变得混乱，比工程师们可能更喜欢的还要混乱，但它们是整个商业中始终存在的一个方面，所以只要有人在发号施令，我们就不得不面对它们。

https://www.eejournal.com/article/apples-iphone-15-debunks-the-full-line-semiconductor-supplier-myth/

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