苹果使用M3系列芯片对行业有何启示？
2023 年，苹果正以前所未有的速度发布新产品。2023年2月3日，该公司发布了搭载m2 pro和m2 max处理器的mac mini和macbook pro。在高/中/低的m2家族中，对应低档的“m2”于2022年6月发布。大约八个月后，即 2023 年 2 月，高中级和中级加入到阵容中。
2023 年 6 月 13 日，我们将开始销售使用超高性能处理器“m2 ultra”（两个 m2 max 的组合）的“mac pro”和“mac studio”。截至2023年上半年，m2系列将推出超高和高/中版本。
2023 年 9 月 22 日，搭载台积电 3nm 代制造的“a17 pro”处理器的“iphone 15 pro”，以及搭载性能显着提升的“s9”处理器的“apple watch series 9”将发布。” ，带有 usb-c 端子的“air pod pro 2”现已发售。此外，2023年11月7日，macbook pro刚刚发布，阵容中新增了高、中、低版本的台积电全新3nm处理器“m3 max/m3 pro/m3”。
虽然m2系列在2023年上半年完成，但m3在2023年下半年同时发布。毫无疑问，苹果的开发能力，包括开发速度，比以往任何时候都高。m1于2020年11月发布，m1 pro和m1 max于2021年10月发布。也就是说，花了11个月才完成。m2于2022年6月发布，m2 max于2023年2月发布，将时间缩短至8个月。至于m3，它会和m3 max同时发布，所以不会有空白期，所以不存在时间差。
“可扩展设计”来“复制和粘贴”核心数量
未来，很多半导体厂商都会采用可扩展的设计，通过“复制粘贴”的方式增加或减少核心数量，进一步缩短开发时间，瞬间打造出超高/高/中/低类型来扩大自己的产品阵容。作为其中的一部分，我想重点介绍两款具有可扩展设计的 apple 产品。
图1为2023年9月22日发布的apple watch series 9的拆解。这是apple watch的第9代，第一代于2015年发布，内部隐藏着可扩展的设计。
如果拆下显示屏，并取下显示屏正下方的电池和 taptic，就会出现 s9（s9 sip（系统级封装））中的许多半导体芯片（采用奇形封装如图 1 右上角所示）显示屏后面还安装有触摸控制器、环境光传感器、显示电源和显示驱动器。
苹果经常使用功能硅作为包含无源元件的模块，而不是按原样安装许多芯片。通过将电容器和其他组件容纳在封装模块内，可以省略产品级的安装，并且将无源元件放置在模块内可以提高可靠性（减少焊料剥落等的可能性）。通过使其模块化，它可以抵抗外部压力。许多 apple 产品包装都是圆角而不是矩形（尤其是 watch 和 air pods 内部）。
图 2显示了 apple watch series 9 的“大脑”和“心脏”。左上方是s9 sip，左下方是生物传感器。生物传感器是各种 led 和光电二极管的密集阵列。
该处理器位于 s9 内部，其封装形状不规则。图2中央为去掉apple标志后的散热片的s9，右上方为s9封装背面。整个s9被银色的模具覆盖，所以看不到里面。
s9 的背面有连接显示屏、生物传感器、麦克风、扬声器、天线、电池和 taptic 的端子。另外三个封装芯片排成一排。它们是第二代超宽带芯片“uwb2”、6轴加速度/角速度运动传感器和通信功率放大器模块。由于背面有端子，过去的apple watch最多只有四个芯片。由于 sip 大约有 500 日元硬币大小，因此它始终得到高度实施。
历代apple watch的“大脑”和“心脏”
表 1显示了 apple watch 系列的大脑和心脏，自 2015 年第一代发布以来，该系列不断发展，每年都会添加新功能。尽管发生了一些变化（生物传感器 led 和光电二极管数量的增加或减少、sip 凸凹形状的变化等），但基本结构保持不变并不断发展。
从“s1”到“s3”，传感器结构和sip形状几乎相同。如果s1到s3是第一类，那么“s4”和“s5”具有几乎相同的配置和形状，并且属于第二类。“s6”到“s9”属于第三类，这里的生物传感器的配置几乎相同。“s8”和“s9”的sip形状几乎相同。
这样，s9 中的生物传感器和 sip 的外观看起来与 s8 中几乎相同。然而，sip 的内部却截然不同。从 s6 到 s8，sip 内部使用了相同的处理器（硅型号名称“tmli30”），但在 s9 sip 中，它已被新的处理器 s9 取代（硅型号名称“tmqw67”）。
根据苹果公司的公告，s9处理器拥有56亿个晶体管。这比 s8 多了 60% 的处理器。此外，它还配备了4核神经引擎，边缘ai（人工智能）处理能力显著进化。s8 之前的处理器的硅尺寸几乎与 s9 相同。很明显，s9 采用了近乎尖端的制造工艺，因为它的尺寸相似，但功能却多得多。
图3显示了移除s9 sip模具并拆开所有芯片后恢复的布局（它是倒置的）。图 3 中的 sip 是 wi-fi 模型，因此在 lte 蜂窝模型中，lte 调制解调器和通信功率放大器排列在 sip 右上角电容器排列的区域中。开头提到的可扩展设计目前还没有被采用。由于处理器s9具有可扩展设计，我们稍后会说明。
从过去的经验可以看到，苹果不仅花时间开发单个核心，进行充分的测试，增加或减少数量来创建高/中/低核心，而且还创建跨系列的内部核心，例如a系列和m系列。已变得常见。m系列基于智能手机a系列处理器，功能加倍。它始终是“教科书式的可扩展性”。可以说，不仅降低了开发成本，还可以标准化测试和软件等诸多优点。
“s9”的基础是“a16 bionic”
表 2显示了 apple watch series 9 的 s9 处理器以及 2022 年 iphone 14 pro 和 2023 年 iphone 15 中使用的“a16 bionic”。a16配备了四个高效cpu和两个高性能cpu。芯片对比显示，s9配备了a16 bionic的四个高效cpu中的两个，照原样复制粘贴。gpu在a16上有5个核心，在s9上有1个核心，也是复制粘贴的。ai 神经引擎在 a16 中也有 16 个核心，在 s9 中也有 4 个核心，而且基础相同，意味着 s9 配备了“1/4 的核心”。
通过拆开芯片对比照片发现，s9是基于a16 bionic打造的。m2 采用基于 a15 的放大设计，而 s9 for watch 则采用基于 a16 的缩小设计。这就是开头提到的“apple watch 的可扩展设计”。
表 3概述了 apple 的可扩展功能。标准化核心并通过复制粘贴创建高/中/低。此外，我们还进行了放大和缩小，核心从watch到mac pro都是通用的！
苹果甚至将可扩展性应用到芯片数量上
图4为2023年11月发布的m3系列macbook pro。对于高/中/低，处理器封装的大小（内部核心数量和内存容量也按比例缩放）。随着功能核心数量的增加，电流发生变化，因此板上的供电芯片数量也随之增加。
表4显示了使用m3系列的macbook pro主板上安装的功能芯片的数量。m3 为 42 颗，m3 pro 为 54 颗，m3 max 为 63 颗。同一芯片的制作方式不同，例如 m3 pro 中为 3 个，m3 max 中为 5 个。苹果不仅将可扩展设计应用于芯片，还应用于板上芯片的数量。可以说是令人惊叹的、完全可扩展的设计能力。
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远程患者监测贴片满足医疗设备所有要求的电源
LCD液晶屏的存储和运输中需要注意的一些事项
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激光切割设备在安全座椅加工中的应用
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2023 年 9 月 22 日，搭载台积电 3nm 代制造的“a17 pro”处理器的“iphone 15 pro”，以及搭载性能显着提升的“s9”处理器的“apple watch series 9”将发布。” ，带有 usb-c 端子的“air pod pro 2”现已发售。此外，2023年11月7日，macbook pro刚刚发布，阵容中新增了高、中、低版本的台积电全新3nm处理器“m3 max/m3 pro/m3”。
虽然m2系列在2023年上半年完成，但m3在2023年下半年同时发布。毫无疑问，苹果的开发能力，包括开发速度，比以往任何时候都高。m1于2020年11月发布，m1 pro和m1 max于2021年10月发布。也就是说，花了11个月才完成。m2于2022年6月发布，m2 max于2023年2月发布，将时间缩短至8个月。至于m3，它会和m3 max同时发布，所以不会有空白期，所以不存在时间差。
“可扩展设计”来“复制和粘贴”核心数量
未来，很多半导体厂商都会采用可扩展的设计，通过“复制粘贴”的方式增加或减少核心数量，进一步缩短开发时间，瞬间打造出超高/高/中/低类型来扩大自己的产品阵容。作为其中的一部分，我想重点介绍两款具有可扩展设计的 apple 产品。
图1为2023年9月22日发布的apple watch series 9的拆解。这是apple watch的第9代，第一代于2015年发布，内部隐藏着可扩展的设计。
如果拆下显示屏，并取下显示屏正下方的电池和 taptic，就会出现 s9（s9 sip（系统级封装））中的许多半导体芯片（采用奇形封装如图 1 右上角所示）显示屏后面还安装有触摸控制器、环境光传感器、显示电源和显示驱动器。
苹果经常使用功能硅作为包含无源元件的模块，而不是按原样安装许多芯片。通过将电容器和其他组件容纳在封装模块内，可以省略产品级的安装，并且将无源元件放置在模块内可以提高可靠性（减少焊料剥落等的可能性）。通过使其模块化，它可以抵抗外部压力。许多 apple 产品包装都是圆角而不是矩形（尤其是 watch 和 air pods 内部）。
图 2显示了 apple watch series 9 的“大脑”和“心脏”。左上方是s9 sip，左下方是生物传感器。生物传感器是各种 led 和光电二极管的密集阵列。
该处理器位于 s9 内部，其封装形状不规则。图2中央为去掉apple标志后的散热片的s9，右上方为s9封装背面。整个s9被银色的模具覆盖，所以看不到里面。
s9 的背面有连接显示屏、生物传感器、麦克风、扬声器、天线、电池和 taptic 的端子。另外三个封装芯片排成一排。它们是第二代超宽带芯片“uwb2”、6轴加速度/角速度运动传感器和通信功率放大器模块。由于背面有端子，过去的apple watch最多只有四个芯片。由于 sip 大约有 500 日元硬币大小，因此它始终得到高度实施。
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这样，s9 中的生物传感器和 sip 的外观看起来与 s8 中几乎相同。然而，sip 的内部却截然不同。从 s6 到 s8，sip 内部使用了相同的处理器（硅型号名称“tmli30”），但在 s9 sip 中，它已被新的处理器 s9 取代（硅型号名称“tmqw67”）。
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