北软失效分析赵工半导体工程师 2022-03-21 11:26

苹果公司是计算机行业的一个传奇！但是它的价格是昂贵的！在本文里，我们将通过分析其用组件价格，来分析一下其成本。

这次测试，我们将使用三种型号：

1.13 英寸 M1 MacBook Air ：8 核 CPU 、 8 核 GPU 、 8 GB 统一内存和 512 GB SSD

2.14 英寸 M1 Pro MacBook Pro 10 核 CPU 、 16 核 GPU 、 16 GB 统一内存和 512 GB 固态硬盘

3.16 英寸 M1 Max MacBook Pro 10 核 CPU 、 32 核 GPU 、 32 GB 统一内存和 512 GB 固态硬盘

这些设备中的关键包括：CPU -中央处理器， GPU -图形处理单元， SoC -片上系统，芯片-用于 CPU 和 GPU 的芯片， RAM -随机存取存储器， SSD -固态硬盘。

一、芯片：

上面给出的图显示M1 、 M1 Pro 和 M1 Max 芯片。

我们可以看到，如果M1 芯片每个die的良率为80%，那么其价值为$40 ，良率为70%的M1 Pro 价值为$96，良率为60%的 M1 Max 在每个die价值为$200.这些芯片是由TSMC的5 nm工艺制造，应用在旧型号的MacBook 上使用了一个10 nm制程的英特尔芯片。

M1 芯片的价格对于一个8 核 CPU 和 8 核 GPU.M1 Pro 芯片用于10 核 CPU 和 16 核 GPU.M1 Max 芯片对于一个10 核 CPU 和 32 核 GPU 。

现在，我们来谈谈良率。

芯片良率是晶圆上可工作的芯片数，以芯片总数的百分比表示。你可以认为这是每个芯片制造商（包括苹果）使用的一种安全措施，这样有缺陷的芯片就不会浪费。在 M1 芯片上，他们有两种型号，一种是 8 核 GPU ，另一种则是 7 核的 GPU 。在这个模型中，每当 GPU 的一个核心的结果否定，芯片制造商bins核心(binning是从性能较低的芯片中选出性能最好的芯片的一种排序过程.从字面上看，没有一个更好的词，它是“ binned ”。)

在这种情况下,有缺陷的 GPU 核心被禁用,因此它不会干扰 GPU 的进程。M1 Pro 几乎是 M1 的两倍大小，因此价格上涨。它有额外的 GPU 核心和更多的 CPU 核心，以及 200 GB /s的通道内存，以有效地连接到统一的存储器，是放置在 SoC 之外。

更进一步，如上图所示，苹果需要对 SoC 进行适当的管理和封装，使之成为一个高效的环境，这样热量才有效消散.这将使成本增加大约$35，这取决于die的尺寸。而实际上它们也需要更大的die尺寸。

总成本 M1 - 78 美元
总成本 M1 Pro - 126 美元
总成本 M1 MAX- 235 美元
二、统一内存：
内存，内存，统一的，更多，更多！
每个人都想要更多的 RAM 来同时打开几个应用程序，进行多任务处理，并减少在 SSD 中的交换使用。
M1 芯片可以支持高达16 GB的统一内存, M1 Pro 增加到32 GB而 M1 Max 进一步增加到64 GB.13 英寸的 M1 MacBook Air 基本型配备 8 GB 内存，而较新的 MacBook Pro （ 14 英寸和 16 英寸）基本型则配备 16 GB 统一内存。Unified Memory 是与整个 SoC 共享的 RAM ，因此数据不会使用地址总线复制到CPU 和 GPU 分开。
RAM 是怎么做的？
存储芯片是集成电路，具有各种晶体管、电阻和电容器，他们必须在每个芯片上形成这些集成电路。这些芯片必须从硅开始，硅通常是从沙子中提取出来的。然后经过 15 道不同的工序，制作出一件成品。
一个 DDR 4 , 8 GB RAM 从创建到测试的成本大约为$50.这一成本也将和由TSMC制造的苹果统一内存相同，一个 16 GB 的统一内存模型将花费大约 $82去创造和测试。
总成本 8 GB RAM - 50美元
16 GB 内存总成本- 82 美元
32 GB 内存总成本-113美元
三、固态硬盘
固态硬盘一般成本在20 - 100 美分/ GB，具体取决于容量、 NAND 类型、速度和外形。1TB 硬盘降到约每 GB 4 美分，并且根据不同的品牌和型号而有所不同。新的MacBook Air拥有3 GB / s SSD 速度。新款的 MacBook Pro 更是拥有惊人的7.4 GB / s SSD 速度。
这些SSDs是 Nand FlashSSDs,因此可以保持如此高的读写速度。他们是由非常大量的晶体管，就像开关存储数据一样；不像硬盘驱动器，旋转和磁性存储数据导致更慢的100MB/秒的速度。像计算机的其他组件一样,固态硬盘必须进行测试和检查是否有任何缺陷。
值得一提，苹果只在8 TB 模型提供了令人震惊的7.4 GB / s 的SSD 速度 .512 GB 型号的 SSD 速度约为5.5 GB /秒
总成本 3 GB / s SSD 512 GB - 51 美元
总成本5.5 GB / s SSD 512 GB - 82美元
四、冷却组件
冷却是任何计算机系统中非常重要的一部分。它的设置是为了快速管理芯片和系统的重要组件。苹果没有把风扇放在疯狂薄的 MacBook Air中 ,但确实把两个放在先进的 Pro 级别的 MacBook Pro 中.再者，苹果和其他所有电脑厂商一样，把相对较大的两个热管、进气风扇和导热胶放在芯片上。
总成本冷却无风扇-15美元
使用风扇制冷的总成本- 46 美元
五、显示
MacBook Air 采用了 LCD 显示屏，而新款 MacBook Pro （包括 14 英寸和 16 英寸）则采用了令人难以置信的Mini LED 屏幕, 这个120 Hz ProMotion 显示屏能在1600 尼特的峰值亮度时播放 HDR 内容。
这些 Mini - LED 显示屏成本相当大! Mini LED 使用非常小的 LED 背光，分布在整个面板上，而不是使用大背光的LCDs.微型 LED 面板中的每个 LED 背光小于0.2 mm ，导致更高的工时，从而增加面板的成本。这个迷你 LED 屏幕已经缩小了。MacBook Pro 的分辨率比 M1 MacBook Air 略高。
LCD 是常见的，在大多数显示器中都有。MacBook Air 的峰值亮度为 400 尼特，比 14 英寸和 16 英寸 MacBook Pro 的亮度要暗很多很多。
总成本 13“液晶显示屏- 52 美元
总成本 14“mini LED 显示屏- 200美元
总费用 16“mini LED 显示屏- 250美元
六、键盘和触控板
输入和输出设备是计算机中最重要的。没有这些你就不能与计算机交互，计算机也不能与你交互。所有的 MacBook 都使用一个剪刀开关键盘这是非常舒适的使用。在2019 年，苹果推出了一个蝴蝶键盘，这给苹果和他们的客户造成了一个巨大的混乱。$34创建一个剪刀开关键盘。他们也有背光。在 MacBook Pro 中还包括一个触摸 ID 按钮。
苹果使用优质磁性力触键盘，感觉真的很好点击。这是不同于其他，更便宜的跳水板设计在Windows 电脑。Force touch 触控板具有一系列多点触控功能当用力按压时，它会提供触觉反馈。
总成本键盘-40美元
总费用Trackpad-34美元

七、扬声器
在 MacBook 上的扬声器一直是伟大的,这些也不例外.13 英寸的 MacBook Air 拥有出色的音响系统，但苹果决定在新款 14 和 16 英寸 MacBook Pros 中加入降噪低音扬声器，可以提供高达 80 %的低音。这些音箱的成本已经逐年递增。
经过大量的研究、计算和估计，我缩小了这些扬声器的成本。请记住，相比 16 寸产品，14 英寸MacBook Pro 的扬声器将较小。
13 英寸 MacBook Air 扬声器-$ 25
14 英寸 MacBook Pro 扬声器-$ 33
16 英寸 MacBook Pro 扬声器-$ 52

八、摄像头和麦克风
我们一直恳求苹果公司将摄像头系统升级，从一个像素化、模糊、恶心的外观720p相机到一1080p……我们已经收到了。新款 MacBook Pro 现在配备了一个 1080p 网络摄像头，也具有著名的图像信号处理器这让你的视频看起来更漂亮。MacBook Air 的基本配置依然是 720p 。
新的 MacBook Pro 拥有全新的录音室质量麦克风,配有一个3 个麦克风阵列, 参加视频会议时至关重要。
13 英寸 MacBook Air 相机+麦克风-$ 12
MacBook Pro 相机+麦克风-$ 25
九：接口
M1 Mac 上的 Port 选择受到了限制（即使在 M1 iMac 上也一样！)
苹果现在决定增加更多的端口，如Mag Safe 、 Thunderbolt 4 、 HDMI 2.0、 SD 卡 UHS 2 插槽和高阻抗耳机插孔。而 M1 MacBook Air 只有 2 个 Thunderbolt ， 3 个接口和一个标准耳机接口。

13 英寸 MacBook Air Ports - 28 美元
MacBook Pro Ports 售价 52 美元
十、底盘和电池
电脑的机箱是电脑的搭建，苹果不会妥协。苹果使用了一个实心的铝合金外壳，里面有许多可回收的材料。帮助拯救环境。
而且，续航好不好也是购买 Mac 时最关心的问题之一。M1 的电池续航能力很好，而 MacBook Pros也表现出色。
13 英寸 MacBook Air 机箱和电池-$ 38
14 英寸 MacBook Pro 机箱和电池——$ 46
16 英寸 MacBook Pro 机箱和电池——$ 62

十一、额外
这些 MacBook 配备了许多其他噱头和功能，如电缆和其他小型内部组件。因此：
额外的内部组件的 MacBook Air -$ 120
14 英寸 MacBook Pro 的额外内部组件——$ 180
16 英寸 MacBook Pro 的额外内部组件—— $ 240
人工/机械成本- $ 40
十二、总成本
当所有的成本加起来，这是 3 台机器的最终价格。
M1 13-inch MacBook Air — $583 + $100 R&D = 683美元
M1 Pro 14 英寸 MacBook Pro —— 986 美元+ 170 美元研发费用= 1156 美元
M1 Max 16 英寸 MacBook Pro —— 1272 美元+ 220 美元研发费用= 1492 美元
苹果花了很多钱时间和金钱来发展这些猛兽，我们可以为每台这样的设备增加$100研发.此外，他们还花费大量的时间和金钱来构建支持这一切的软件——MacOS Monterey。
结论与利润
好吧，我知道你要说什么！
苹果在这些猛兽身上创造了大量的利润。
苹果是一家以制造昂贵机器而闻名的高端公司。对苹果来说， Mac 电脑的利润非常高。在过去的 2 年,因为发布的 M1 MacBook .苹果高昂的内存和芯片定价是罪魁祸首，让他们赚钱……但他们创造的机器非常强大
先说结论，苹果在上投入了很多研发对于电脑和 macOS 。我们也不要忘记，为了留住这些技术娴熟的员工，他们必须支付体面的工资。他们还确保他们的客户服务是熟练的,确切地知道什么,如果有一个问题与您的计算机.经过一番计算，苹果在 MacBook 上的收益约为38 - 44 %。
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算算苹果芯片成本，买贵了吗？