Apple將成模擬IC技術重要推手？

外界沒有人知道，究竟蘋果(Apple)要把從Maxim買來的7萬平方英尺類比晶圓廠用來做什麼…而向來擅長讓半導體供應商們為該公司開發新元件──事實上還有能力把那些半導體廠商整個吞下───的蘋果，有可能在未來幾年對類比IC市場帶來深遠影響;因此非常值得去思考蘋果目前在類比領域做了什麼，那些方面的進展可能對該公司有幫助，以及那些進展有多少與製造相關。

我們知道在那座位於美國矽谷聖荷西North First Street上的晶圓廠，裡面的設備來自於包括應用材料(Applied Materials)、日立(Hitachi)、Novellus與ASML;該座晶圓廠每月產能可達7,000片8寸晶圓，製程節點從0.6微米到90奈米。

值得注意的是，類比晶片製程的「甜蜜點」，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採購的類比元件數量，金額估計約20~25億美元;那些元件的大宗包括客制化電源管理IC、客制化程度較低的音訊編碼元件，以及各種感測器，包括運動感測器與觸控螢幕感測元件。

如果我們要賭蘋果會在新購入晶圓廠生產這三種元件之中的哪一種，電源管理晶片似乎中獎的可能性最大;因為無論如何巧妙打造，類比元件都能演變為多供應來源的成熟商品，但要微縮電源管理IC的功能仍是一大挑戰。

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，其目標是把PC主機板上的電源與散熱區域縮小，以催生更新一代的迷你PC主機;但是動輒使用數十安培電力的機器並不容易微縮，英特爾甚至又回去使用更傳統的核心電壓穩壓器(Vcore regulator)。

在行動裝置的情況下，電源管理IC是針對每款手機或平板裝置客制化的，而且根據手機功能性，可能會非常複雜;在一顆晶片上最多有26或28個不同的元件，包括2~3個300 mA開關模式穩壓器，22或24個低壓差線性穩壓器(LDO)，還有鋰離子電池充電監測控制器，以及數個LED背光碟機動器。

蘋果是採用Dialog Semiconductor 做為上述元件的供應商。

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;你需要讓LDO與其他電壓控制器順序開啟/關閉裝置(或者以時脈排序)，以回應來自於手機應用處理器與基頻處理器的指令。

以BiCMOS或BCD製程將功率電晶體植入CMOS基板的方法是目前最廣為人知的，甚至對那些需要拋棄記憶體製造、轉向服務類比客戶的亞洲晶圓廠來說。

功率電晶體植入能緩衝來自於以0.18~0.13微米製程生產的CMOS控制邏輯的電源(電池或AC轉接器);我們可以打賭，蘋果從Maxim收購的晶圓廠應該也包含了電晶體植入機制。

用於感測器的生產合理嗎?

有分析師猜測，蘋果新買的晶圓廠將支援先進的感測器原型製作;蘋果每年花在運動感測器上的採購金額約為7.5億美元，包括支援定位服務的計步器，能為了導航或是廣告目的，追蹤你的行動。

值得一提的是，美國加州大學柏克萊分校的睡眠科學研究人員表示，蘋果iPhone內建的感測器敏感度與解析度，足以放在床墊下監測使用者的睡眠情況。

如果是這樣，Jawbone、 Fitbit等公司的智慧手環或是各品牌的智慧手錶可能會顯得多餘。

雖然蘋果應該是與感測器供應商非常努力地密切合作，特別是在價格方面，我卻沒有感覺到最近相關技術有任何突破。

MEMS感測器製造的研發一直在持續，以降低對大量化學蝕刻的依賴;在MEMS的製造過程中，通常需要在晶片上挖掘溝槽、隧道或是孔洞──這是為了製作能讓超微小可移動零件在其中移動的腔室──然後將孔洞密封起來以防潮、或是防止其他環境污染物。

MEMS供應商如InvenSense、mCube都擁有一些特殊製造技術;到目前為止，蘋果則曾經採用來自Bosch、InvenSense與意法半導體(STMicroelectronics)的MEMS元件。

無論如何，此處的目標是藉由減少製程步驟來降低成本，不涉及感測器本身的改變;而隨著專門生產MEMS元件的晶圓廠越來越多，這是蘋果不需要用自己的研發晶圓廠來解決的問題。

而涉及RF MEMS元件的問題就可能需要一個研發晶圓廠──數量越來越多的微型天線開關插入周期，可能為蘋果的工程師帶來挑戰;這已經是個存在20年的老問題了，市場研究機構Semicon的分析師Tony Massimini認為，蘋果很有可能就是那個可以成功推動RF MEMS技術起飛的廠商，而該公司新購的晶圓廠就是為了這個目的。

此外還有其他感測器領域的挑戰，也可能是蘋果正試圖克服的;舉例來說，蘋果可能對研發利用光譜儀或其他波長感測半導體元件的高精度氣體與化學感測器有興趣。

目前產業界有大量感測器技術正在探索新應用，例如已經內建於Apple Watch的脈搏血氧儀，還有皮膚水分感測器以及心電圖探針。

有一家公司正在開發不相混(immiscible)的半導體元件，能在分子等級讀取液體的化學成分;還有另一家公司開發了紅外線光譜儀，可提供分子等級的食物、藥物與燃料成分分析。

雖然上述這些元件的成功，可能取決於經過特殊調校的半導體製程技術，很難說蘋果是否會參與這些開發。

蘋果的應用程式介面例如iHealth，讓感測器開發商能更容易將元件與iPhone連結，但問題仍在於該公司對相關開發案的參與程度;而蘋果是否真的會成為大量類比產品發展的幕後推手呢?讓我們繼續觀察下去!

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