โปรเซสเซอร์ A20 ของ iPhone 18 จะเห็นต้นทุนเพิ่มขึ้น 80% ด้วยเทคโนโลยี 2 นาโนเมตรใหม่จาก TSMC

Apple กำลังเตรียมการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์สำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์ iPhone 18 ซึ่งมีกำหนดออกสู่ตลาดในปี 2569 โปรเซสเซอร์ A20 ใหม่จะต้องมีการลงทุนจำนวนมากในห่วงโซ่อุปทาน โดยมีการประมาณการว่าต้นทุนการผลิตของแต่ละหน่วยอาจสูงถึง 280 ดอลลาร์สหรัฐฯ จำนวนนี้แสดงถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญประมาณ 80% เมื่อเปรียบเทียบกับต้นทุนการผลิตของชิป A19 รุ่นก่อนหน้า การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีถือเป็นการเพิ่มขึ้นครั้งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ของสมาร์ทโฟนของบริษัท

ปัจจัยขับเคลื่อนหลักของการเพิ่มขึ้นทางการเงินนี้คือการใช้กระบวนการพิมพ์หิน 2 นาโนเมตร ซึ่งพัฒนาโดย TSMC ผู้ผลิตชาวไต้หวันรายนี้ทำหน้าที่เป็นพันธมิตรแต่เพียงผู้เดียวของยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยี และจะแนะนำทรานซิสเตอร์แบบเกทรอบด้านเพื่อทดแทนมาตรฐานเก่า นวัตกรรมนี้ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของส่วนประกอบและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุปกรณ์เคลื่อนที่ได้อย่างมาก นักวิเคราะห์ภาคส่วนประเมินว่าความซับซ้อนของโครงสร้างใหม่และต้นทุนวัตถุดิบควรสร้างแรงกดดันต่ออัตรากำไร ทำให้เกิดข้อถกเถียงเกี่ยวกับการถ่ายโอนมูลค่าที่เป็นไปได้ไปยังผู้บริโภคขั้นสุดท้าย

ความท้าทายทางวิศวกรรมและเหตุผลของต้นทุนการผลิต

ปัจจัยทางเทคนิคหลายประการทำให้ราคาของโปรเซสเซอร์แต่ละตัวเพิ่มขึ้นอย่างมาก อัตราผลตอบแทนเริ่มต้นของสายการผลิตขนาด 2 นาโนเมตรมักจะต่ำในช่วงเดือนแรกของการดำเนินการ ส่งผลให้กระบวนการผลิตมีราคาแพงกว่า ความซับซ้อนที่มีอยู่ในทรานซิสเตอร์ใหม่ต้องใช้เครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงมากและการสอบเทียบที่ใช้เวลานานในโรงงาน เวเฟอร์ซิลิคอนแต่ละชิ้นที่ประมวลผลด้วยเทคโนโลยีล้ำสมัยนี้มีมูลค่าตลาดเกือบ 30,000 เหรียญสหรัฐ

นอกเหนือจากการพิมพ์หินขั้นสูงแล้ว การเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์ส่วนประกอบยังก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมจำนวนมากอีกด้วย การเปลี่ยนไปใช้ระบบที่เรียกว่า WMCM จะรวมองค์ประกอบหลายอย่าง เช่น หน่วยประมวลผลกลางและกลไกประสาท ไว้ในบล็อกทางกายภาพเดียว วิธีการนี้จะช่วยลดพื้นที่บนเมนบอร์ดและเพิ่มความเร็วในการสื่อสารกับหน่วยความจำ RAM กระบวนการประกอบเพิ่มเติมและความต้องการวัสดุที่มีความทนทานมากขึ้น อธิบายส่วนสำคัญของต้นทุนอุตสาหกรรมที่เพิ่มขึ้น

การขาดแคลนกำลังการผลิตทั่วโลกยังส่งผลต่อการกำหนดราคาขั้นสุดท้ายของส่วนประกอบด้วย TSMC ลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์ในการขยายโรงงานในเมืองต่างๆ เช่น ซินจู๋และเกาสง เพื่อตอบสนองความต้องการที่คาดการณ์ไว้ เพื่อปกป้องสต็อก Apple ขอสงวนล่วงหน้าประมาณครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตที่มีอยู่ทั้งหมดในปีแรกของการดำเนินงานของเทคโนโลยีใหม่

วิวัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของโปรเซสเซอร์และการเปลี่ยนไปใช้ 2 นาโนเมตร

การเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรมในสมาร์ทโฟนรุ่นก่อนๆ มีผลกระทบทางการเงินที่ได้รับการควบคุมมากกว่ามาก การย้ายจากมาตรฐาน 5 นาโนเมตรไปเป็นมาตรฐาน 3 นาโนเมตรยังคงรักษาเส้นต้นทุนที่คาดการณ์ได้สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สถานการณ์ปัจจุบันพังทลายลงด้วยความเสถียรนี้ เนื่องจากจำเป็นต้องละทิ้งทรานซิสเตอร์ FinFET เก่า ซึ่งไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นตามที่ต้องการโดยแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์ใหม่อีกต่อไป

วิวัฒนาการของชิปของ Apple แสดงให้เห็นถึงการค้นหาความเป็นผู้นำในตลาดเซมิคอนดักเตอร์มือถืออย่างต่อเนื่อง:

• โปรเซสเซอร์ A14 เปิดตัวสู่ยุค 5 นาโนเมตรในปี 2020
• รุ่น A17 Pro ถือเป็นการเปลี่ยนผ่านครั้งแรกเป็น 3 นาโนเมตรในปี 2023
• เวอร์ชัน A19 รวมการปรับปรุงการพิมพ์หินในปัจจุบันในปี 2025
• ชิป A20 จะเปิดตัวเทคโนโลยี 2 นาโนเมตรพร้อมบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงในปี 2569

โครงสร้างเกตรอบใหม่ล้อมรอบช่องจ่ายไฟทุกด้าน ลดการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในระดับจุลภาคนี้จำเป็นต้องมีการออกแบบโรงงานอุตสาหกรรมใหม่ทั้งหมด คู่แข่งโดยตรง เช่น Samsung ก็พัฒนาโซลูชันที่คล้ายกันสำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์ Exynos แต่เผชิญกับปัญหาทางเทคนิคในการบรรลุอัตราการใช้เช่นเดียวกับโรงหล่อของไต้หวัน

ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นและผลกระทบต่อปัญญาประดิษฐ์

การลงทุนมหาศาลในสถาปัตยกรรมใหม่จะส่งผลให้ประสบการณ์การใช้งานในชีวิตประจำวันดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การประมาณการทางเทคนิคระบุว่าโปรเซสเซอร์ใหม่จะให้ความเร็วเพิ่มขึ้นถึง 15% สำหรับงานที่มีความต้องการสูง อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าที่โด่งดังที่สุดมุ่งเน้นไปที่การลดการใช้พลังงานแบตเตอรี่ได้มากถึง 30% ประสิทธิภาพที่เหนือกว่านี้ทำให้อุปกรณ์สามารถทำหน้าที่ที่ซับซ้อนได้เป็นระยะเวลานานโดยไม่มีความร้อนสูงเกินไป

พลังการประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุงจะเป็นประโยชน์โดยตรงต่อเครื่องมือปัญญาประดิษฐ์ที่ทำงานภายในอุปกรณ์ เอ็นจิ้นประสาทในตัวได้รับความเร็วเพื่อทำการคำนวณแมชชีนเลิร์นนิงขั้นสูงโดยไม่ต้องพึ่งพาการเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์คลาวด์ ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การแก้ไขภาพถ่ายด้วยคอมพิวเตอร์ การแปลพร้อมกัน และการตอบกลับของผู้ช่วยเสมือน แทบจะเกิดขึ้นได้ในทันที ความเป็นส่วนตัวของผู้ใช้แข็งแกร่งขึ้นด้วยการรักษาข้อมูลภายในตัวอุปกรณ์

การออกแบบที่กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นของชิปเปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับวิศวกรรมสมาร์ทโฟน การลดพื้นที่ที่เมนบอร์ดครอบครองและการใช้พลังงานที่น้อยลงทำให้สามารถติดตั้งแบตเตอรี่ที่มีความจุทางกายภาพมากขึ้น อีกทางหนึ่ง ผู้ผลิตอาจเลือกที่จะปรับแต่งแชสซีของอุปกรณ์ตามแนวโน้มการออกแบบที่มุ่งเป้าไปที่การพกพาขั้นสุดยอด

การเปลี่ยนแปลงของตลาดและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับราคาสุดท้าย

ความพิเศษเฉพาะตัวในช่วงแรกของ Apple ในการผลิตขนาด 2 นาโนเมตรทำให้เกิดปัญหาคอขวดเชิงกลยุทธ์ในตลาดเทคโนโลยีระดับโลก ยักษ์ใหญ่อื่นๆ ในภาคนี้ เช่น Qualcomm และ MediaTek กำลังแข่งขันกันอย่างดุเดือดเพื่อแย่งปริมาณการผลิตที่เหลืออยู่ในสายการผลิตของ TSMC ข้อจำกัดในการจัดหาชิปที่ล้ำสมัยอาจทำให้แบรนด์คู่แข่งยอมรับเทคโนโลยีนี้ล่าช้าไปจนถึงปี 2569 ความเป็นผู้นำด้านเทคนิคของโรงหล่อในเอเชียจะรวบรวมตำแหน่งการครอบงำอย่างสมบูรณ์ในกลุ่มพรีเมี่ยม

การโอนต้นทุน 280 ดอลลาร์สหรัฐต่อโปรเซสเซอร์ไปยังชั้นวางทำให้เกิดการเก็งกำไรที่รุนแรงในตลาดการเงิน Apple มีประวัติในการรักษาอัตรากำไรที่สูง ซึ่งอาจบังคับให้มีการปรับราคาที่เรียกเก็บสำหรับรุ่น iPhone 18 Pro กลยุทธ์การแบ่งส่วน เช่น การสำรองชิปที่ทันสมัยที่สุดสำหรับพอร์ตโฟลิโอรุ่นที่แพงที่สุดเท่านั้น จะช่วยลดผลกระทบทางการเงินต่อการดำเนินงานทั่วโลกของบริษัท

ขั้นตอนการทดสอบการตรวจสอบของกระบวนการทางอุตสาหกรรมใหม่กำลังดำเนินการอยู่ในโรงงานในเอเชีย การผลิตตามความเสี่ยงมีกำหนดจะเริ่มในช่วงครึ่งหลังของปี 2568 เพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนเครื่องจักรขั้นสุดท้ายได้ ปริมาณการผลิตจะเติบโตอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายเดือนต่อจากนี้ โดยจะถึงจุดสูงสุดในช่วงระยะเวลาการประกอบขั้นสุดท้ายของสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่