AppleのAシリーズスマートフォンプロセッサは、A7（28nm）からA18 Pro（3nm）へと大きく進化し、コア数、トランジスタ数、機能が増加しました。TSMCは新しいノードが開発されるたびにAppleにウェハ1枚あたりの価格を値上げし、A7プロセッサ搭載の28nmウェハ1枚あたり5,000ドルから、A17およびA18シリーズプロセッサ搭載の3nmクラスのウェハ1枚あたり18,000ドルへと価格が上昇したと、Creative StrategiesのCEO兼主席アナリストであるベン・バジャリン氏は報告しています。
バジャリン氏は、AppleのAシリーズチップが進化するにつれ、トランジスタ数はA7の10億個からA18 Proの200億個まで着実に増加してきたと指摘する。これは、コア数と機能も増加していることからも当然と言える。2013年のA7は2つの高性能コアと4つのクラスターGPUを搭載していたが、2024年のA18 Proは2つの高性能コア、4つの省電力コア、16コアNPU、そして6つのクラスターGPUを搭載している。
TSMCでApple Aシリコンの価格、ダイ、密度の詳細な分析を入手しました。いくつかの重要なポイントがあります。A7からA18へ：- 28nmから3nmへの進化- 最も劇的な微細化は初期に発生（28nm → 20nm → 16nm/14nm）- トランジスタ数は10億（A7）から20…2024年12月18日
Aシリーズプロセッサはスマートフォン向けであり、バジャリン氏によると、ダイサイズは世代を通じて80～125平方ミリメートルと比較的安定しているという。これは、TSMCの最新プロセス技術によってトランジスタ密度が着実に向上してきたおかげだ。
トランジスタ密度の最も顕著な向上は、28nmから20nm、そして16nm/14nmへの移行といった初期のノードで見られました。しかし、最近のプロセス技術（N5、N4P、N3B、N3E）では、密度の向上が緩やかになっています。トランジスタ密度の向上がピークを迎えたのは、A11（N10、10nmクラス）とA12（N7、7nmクラス）あたりで、それぞれ86%と69%の向上が見られました。A16からA18 Proを含む最近のチップでは、主にSRAMのスケーリングの鈍化により、密度の向上が顕著に鈍化しています。
しかし、収益の逓減にもかかわらず、バジャリン氏は生産コストが急騰していると指摘する。ウェハー価格はA7の5,000ドルからA17およびA18 Proの18,000ドルに上昇し、1平方ミリメートルあたりのコストは0.07ドルから0.25ドルに上昇した。
バジャリン氏は、この情報は第三者のサプライチェーンレポートから得たもので、レポートを作成したTSMCには情報源があると述べている。また、バジャリン氏は独自の情報源から特定の要因を推測している。TSMCの価格は概ね過去の報道とほぼ一致しているように見えるが、非公式な情報は鵜呑みにしない方が良いだろう。
Appleにとってさらに困難な状況となっているのは、最新世代のプロセッサ（A18とM4シリーズを除く）では、パフォーマンスの向上が鈍化していることです。これは、最新アーキテクチャでより高いIPC（命令/サイクル）スループットを引き出すことが困難になったためです。それでもAppleは、世代ごとにワットあたりのパフォーマンスの向上を維持することに成功しています。
Tom's Hardware の最高のニュースと詳細なレビューをあなたの受信箱に直接お届けします。
「IPC ゲインを引き出すのは困難ですが、たとえ面積に関連するコストが増加しても、可能なところで効率を上げることは、実行可能なワットあたりのパフォーマンス ゲイン戦略です」と Bajarin 氏は Tom's Hardware に語った。
よく引用される業界レポートによると、TSMCは顧客に販売可能なダイだけでなく、販売可能なダイと販売不可能なダイの両方を含んだウェーハを常に販売しています。したがって、1枚のウェーハから得られるチップの数は製造歩留まりに依存します。歩留まりが高いほどウェーハ1枚あたりのチップ数は多くなり、歩留まりが低いほどチップ数は少なくなります。この歩留まりによる変動は、顧客にとってのウェーハの費用対効果に影響を与えます。しかし、ここで重要な点が1つあります。TSMCは、生産開始前に一定の歩留まり目標を達成するよう努めることを保証しているのです。
実際の歩留まりが10%から15%といった大幅な不足となった場合、TSMCは影響を受ける顧客に対し、金銭的な補償または割引を提供する場合があります。これらの条件は、TSMCの信頼性と高価格ウェーハの価値について顧客に安心感を与えることを目的としています。
最新プロセス技術のアルファ顧客であるAppleは、製造プロセスを調整することで欠陥密度を低減し、歩留まりを向上させる機会を得ており、コスト面で他のTSMC顧客よりも有利な立場にあります。また、AppleはTSMCに対してウェハ単位ではなくチップ単位で支払いを行う唯一の顧客であるという噂もあります。もしこれが事実であれば、Appleは他のTSMC顧客との差別化をさらに強化することになります。
アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
