苹果M5芯片封装大幅升级Mac性能还能再战几年

哪些行业动向值得关注？苹果M5系列芯片的进展，很可能就是其中一个。

别看今年下半年，苹果才静悄悄地按日更节奏发布了首批搭载M4芯片的Mac产品线，身边不少同事买的Mac mini，甚至上个月底才刚到手。新品还没捂热呢，M5系列的消息就紧跟着来了。

12月23日，天风国际分析师郭明錤在X平台放出了关键信息：M5系列芯片数月前已进入原型阶段，预计M5芯片最快明年上半年量产上市，而M5 Pro/Max和M5 Ultra，则预计在2025年下半年开始量产，最晚到2026年全系都会登场。

（图源：X）

没错，在苹果产品升级最为密集的一年，搭载M5芯片的新Mac，可能来得比想象的更快。

没焕新，只是制程小优化

对于M5系列，果粉们其实有不少期待。外网论坛MacRumors上，有网友在热门回复中表达了对苹果芯片未来进步的展望，他认为“苹果的软硬件都会因为2nm工艺得到显著改善，随着下一代SoC的推出，可以预见性能将得到飞跃性提升。”

（图源：MacRumors）

可惜，从现有爆料来看，这个愿望可能要落空了。

郭明錤指出，苹果这次并未采用台积电2nm制程，而是继续基于第三代3nm制程工艺（N3P）打造。目前台积电的3nm家族中，最基础的是N3工艺（FinFET晶体管），相比5nm性能提升10-15%，功耗降低25-30%，逻辑密度提高70%，A17 Bionic和M3芯片用的就是它。

在此基础上，台积电推出了进一步削减成本、提升良率和能效的N3E工艺——2024年的A18系列和M4系列便基于此。而这次M5系列采用的N3P，则是在N3E基础上再次优化升级。

（图源：苹果）

台积电的说法是：同功耗下，N3P性能提升约4%；同性能下，功耗降低约9%。听起来提升幅度不大，但关键差异其实在于单位性能成本。

简单来说，N3E设计复杂导致良率偏低、成本偏高；而N3P通过减少EUV层使用、避免某些EUV双图案做法，略微降低了晶体管密度，但在良率和成本上会更有优势。对大厂而言，节省成本才是硬道理。

至于为什么不用2nm？分析来看，与其说是不想用，不如说是用不上。

（图源：台积电）

在刚结束的IEDM 2024上，联发科先进技术研发副总裁Geoffrey Yeap正式展示了台积电2nm芯片——它抛弃了传统FinFET，转向GAAFET晶体管，晶体管密度提高15%，同等功耗下性能提升15%，或同性能下功耗降低25-35%。

但问题在于，台积电2nm目前仍处于试产和展示阶段，预计2025年下半年才能量产。初期产能显然无法满足苹果的大规模需求。既然短期内用不上，苹果自然只能包圆相对成熟的N3P产能。

新封装，能否打破摩尔定律？

制程虽是小升级，但苹果在芯片封装上还是下了功夫。

郭明錤提到，M5 Pro、Max与Ultra将不再采用传统SoC，转而使用服务器级的SoIC封装技术。对非专业人士来说，这可能有点陌生。根据官方介绍，台积电SoIC是业界首个高密度3D chiplet堆叠技术，核心在于让芯片直接堆叠在芯片上，构建三维集成电路，从而实现更高的集成度、更低的能耗和更优的性能。

（图源：台积电）

举个例子，我们熟悉的SoC是System on Chip的缩写，本质上是在一个硅片上集成多个功能模块，形成包含完整硬件系统和嵌入式软件的系统。下图为苹果M4 SoC的简略版图——和传统CPU不同，SoC本身集成了处理器（CPU、DSP）、GPU、存储器、各种互联总线等，在单芯片上实现了高度集成。

（图源：苹果）

即便如此，SoC依然是在平面硅片上集成。而SoIC的价值，就是把平面硅片升维到立体堆叠的范畴。

可以想象成“叠叠乐”的原理：借助SoIC封装，厂商能在垂直尺度上将多个同质或异质的小芯片/裸片整合在同一设计中。这样一来，芯片可以在更小的面积下容纳更多功能，多层堆叠也让它在同样工艺条件下拥有更多晶体管层，集成密度显著提升。

（图源：台积电）

在摩尔定律逐渐逼近物理极限、台积电2nm产线迟迟无法量产的当下，SoIC的技术原理确实让它具备了“超越摩尔定律”的潜力。对苹果来说，这或许就是突破集成度和性能瓶颈的关键。

当然，3D堆叠带来的散热和功耗管理问题也更复杂，要求苹果在设计早期就进行全面的系统级优化。

芯片加速迭代，苹果力战群雄？

最后，基于现有信息做个总结。

目前来看，M5芯片只能算是常规升级的一代：基于台积电制程节点的小幅调整，对功耗和性能做进一步补充优化，理论表现和M4之间应该不会有太大差距。

说到底，今年入手M4设备的用户，基本不用担心“背刺”问题。

（图源：X）

而M5 Pro、Max与Ultra，则通过全新封装工艺，在同面积下容纳更多晶体管。如果苹果真能在对应空间补充CPU运算单元，这批芯片有望实现15%-20%的理论性能提升——还是在制程几乎不变的前提下。至于GPU，有消息称M5全系和M4系列规格相同，也就没必要期待显著提升了。

按照计划，苹果大概率会在明年年中更新的MacBook Pro上首发搭载M5系列芯片，但可能只有基础款M5版本，直接替换现行流通的M4版本，产品设计不会有太大变化——算是一种降本增利的做法。

（图源：苹果）

另外，去年发布的Apple Vision Pro，预计也会在明年年底推出一款搭载M5芯片的换芯版本。至于升级版Vision Pro是否会在功能或设计上有所改进，目前还没有靠谱的爆料。

值得关注的是，自2020年苹果宣布推出M1芯片、向自研Apple Silicon过渡以来，苹果一直试图将芯片更新节奏与主流业界脱钩，把产品周期掌握在自己手中。但进入2024年后，M4的迭代距离M3仅半年，而M5的迭代似乎也会在一年内完成。

背后原因，和苹果Mac系列在中国市场的表现逐年下滑密切相关。

（图源：canalys）

根据Canalys 2024年第三季度中国市场PC市场报告，当季国内PC市场整体出货1110万台，同比下滑1%。联想以390万台出货量、38%市场份额领跑，华&为则以9%的份额排在第三。苹果？没有进入前五。

原因其实很直接。一是价格因素：目前苹果官网最低配的M4 MacBook Pro（16+512G）要价12999元，远超多数消费者的购机预算。对比之下，联想热卖的轻薄本ThinkBook 14+ 2024锐龙版仅售5999元，R7-8845H性能出色，还提供了好用的安卓互联应用和国内用户能体验到的AI功能。

（图源：联想京东自营旗舰店）

二是体验因素。随着高通骁龙X Elite和英特尔Ultra 200V系列上市，Windows笔记本在离电性能和续航方面正不断逼近Mac的“自留地”。华&为MateBook GT这类兼顾高性能和轻薄便携的产品，更是目前苹果做不到的。

（图源：华&为京东自营旗舰店）

在价格这个传统劣势之外，Mac在生态、续航等关键优势上也不断被缩小。如果Mac依旧不重视产品线的完善和优化，以满足消费者的多样化需求，市场份额的持续下滑恐怕难以避免。

原地踏步的M5芯片，和屡遭差评的“Apple Intelligence”，真的能成为Mac的救命稻草吗？

答案，或许只有苹果自己知道。