Apple cộng sinh TSMC

ngày 9 tháng 1 năm 2026
năm 2013 TSMC đặt cược 10 tỷ đô la Mỹ vào một khách hàng duy nhất. Morris Chang cam kết xây dựng dây chuyền sản xuất 20nm với những rủi ro kinh tế không chắc chắn, dựa trên lời hứa rằng Apple sẽ bao tiêu đầu ra của các nhà máy đó. "Tôi đã đặt cược cả công ty, nhưng tôi không nghĩ mình sẽ thua", Chang sau đó nói. Chang đã đúng. Chip A8 của Apple ra mắt năm 2014, và TSMC đã không bao giờ phải hối hận.

Chi tiêu hằng năm của Apple tại TSMC đã tăng từ 2 tỷ USD năm 2014 lên 24 tỷ USD năm 2025. Doanh thu của TSMC do Apple đóng góp đã tăng từ 9% lên 25% ở thời điểm đỉnh cao và ổn định ở mức 20% vào năm 2025.

sự thống trị của Apple trong việc ra mắt các công nghệ sản xuất chip mới: luôn luôn >50% kể từ công nghệ 20nm và trong một số trường hợp gần 100%. Apple đã tài trợ hiệu quả cho quá trình học hỏi về hiệu suất trong mọi giai đoạn chuyển đổi công nghệ sản xuất chip lớn, kể từ 20nm.

hiện, mô hình gia công chip truyền thống đang chiếm ưu thế. Các nhà sản xuất chip tích hợp (IDM) không thể hỗ trợ phát triển quy trình và chi phí đầu tư xây dựng nhà máy chỉ với một khách hàng duy nhất. Nhưng ngay cả các nhà máy gia công chip cũng cần một bố đường “đầu tiên và tốt nhất” với nhu cầu lớn và nguồn vốn dồi dào để tài trợ cho sự phát triển liên tục của hãng. Apple đã là khách hàng đó trong thập kỷ qua tại TSMC. Mối quan hệ hợp tác này đã đưa cả 2 công ty lên tầm cao mới, bỏ xa các đối thủ cạnh tranh và thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất chip.

Báo cáo này theo dõi mối quan hệ giữa Apple và TSMC từ khi Intel từ chối hợp tác năm 2010 qua 5 giai đoạn khác nhau, xem xét cách Apple xây dựng đế chế chip của hãng thông qua các thương vụ mua lại và 8000 kỹ sư tại 15 trung tâm thiết kế. Báo cáo phân tích lý do tại sao các đối thủ cạnh tranh không thể sao chép chiến lược tích hợp theo chiều dọc này của Apple, lập bản đồ dấu chân sản xuất của Apple trên khắp Fab 18 và các cơ sở đóng gói tiên tiến, và đánh giá các câu hỏi chiến lược mà 2 công ty phải đối mặt khi Intel 18A và việc Samsung tái hợp tác trở thành những lựa chọn khả thi. Báo cáo cũng sẽ thảo luận về giai đoạn tiếp theo của mối quan hệ này. Giờ đây không chỉ còn Apple dẫn đầu nữa. Tất cả những điều này được định lượng bằng các số liệu cụ thể từ Mô hình Ngành công nghiệp Sản xuất Chip độc quyền và Mô hình Nhu cầu Tấm Wafer của Apple.

Khách ruột
có thể thấy ảnh hưởng của Apple trong quỹ đạo chi tiêu vốn của TSMC. Trước khi có Apple (2005-2009), chi tiêu hàng năm trung bình là 2,4 tỷ đô la Mỹ mà không có khách thuê chính nào để giảm thiểu rủi ro đầu tư. Từ năm 2019-2022, TSMC đã tiêu xài 98 tỷ đô la Mỹ, vượt quá tổng chi tiêu của 14 năm trước đấy. Các khoản chi phí mua linh kiện sản xuất của Apple đã tăng từ 8,7 tỷ USD năm 2010 lên 71 tỷ USD năm 2022. Các khoản thanh toán riêng cho TSMC tăng từ gần bằng 0 năm 2013 lên hơn 23 tỷ USD năm 2025. Trong hơn một thập kỷ, Apple là công ty duy nhất có khả năng tài trợ trước cho năng lực sản xuất công nghệ tiên tiến ở quy mô lớn, trước khi Nvidia tìm ra khả năng tạo ra tiền mặt nhờ trí tuệ nhân tạo. Ngày nay, 2 công ty (Apple và Nvidia) có thể tài trợ cho lộ trình phát triển của TSMC.

Doanh thu HPC tại TSMC tăng từ 36% năm 2020 lên 58% năm 2025. Doanh thu điện thoại thông minh giảm từ 46% xuống 29%. Mô hình cho thấy Nvidia sẽ tiêu thụ nhiều tấm wafer N3 hơn Apple vào quý 4 năm 2027. Thị phần N2 của Apple giảm xuống 48%, lần đầu tiên sau một thập kỷ Apple không còn là khách hàng thống trị trên một node quy trình sản xuất mới.

Quan điểm chung cho rằng đây là sự thay thế vĩnh viễn. Mô hình lại cho thấy điều ngược lại.

Chip A16 của TSMC được thiết kế cho điện toán hiệu năng cao (HPC). Hệ thống cấp nguồn phía sau, bóng bán dẫn bao quanh cổng và lớp vỏ tản nhiệt được tối ưu hóa cho HPC, và điện thoại thông minh sẽ bỏ qua node quy trình này. Nvidia hưởng lợi một cách không cân xứng. Thị phần chip N2 (N2 + A16) của Apple giảm không phải vì Apple mất lợi thế, mà vì node quy trình này được xây dựng cho một khách hàng khác. Chip A14 (1.4nm) cân bằng lại cục diện. TSMC đang thiết kế A14 cho cả thiết bị di động và HPC ngay từ đầu, với một biến thể cấp nguồn phía sau riêng biệt (tên thương mại của TSMC là Super Power Rail) dành cho HPC. Mô hình cho thấy Apple chiếm 67% thị phần trên chip A14, mức cao nhất kể từ N3.

Apple không đứng yên. Các dòng chip mới (dòng N, dòng C) chiếm 15% nhu cầu wafer vào năm 2030. Thị phần của iPhone trong hỗn hợp wafer của Apple giảm từ 74% xuống 57% khi silic dành cho Mac và chip tùy chỉnh được thu nhỏ quy mô. Biên lợi nhuận gộp phản ánh quá trình chuyển đổi silic nội bộ. Thị phần chip Mac tăng từ 28,5% lên 39,5% sau khi ngừng sử dụng chip Intel, tăng 11 điểm phần trăm. Thị phần chip iPhone tăng 5 điểm phần trăm từ chip A4 lên A18. Tiết kiệm chi phí chip hằng năm vượt quá 7 tỷ đô la Mỹ nhờ việc thay thế Intel, Qualcomm và Broadcom. Apple đã đầu tư 300 tỷ đô la Mỹ vào vốn đầu tư nhà cung cấp trong thập kỷ qua, xây dựng một đế chế chuỗi cung ứng trải rộng khắp Foxconn, ASML và hàng chục nhà sản xuất chip chính xác.

Phân tích này được xây dựng dựa trên 2 mô hình độc quyền. Mô hình Xưởng đúc theo dõi doanh thu, lượng chip xuất xưởng và phân bổ công suất, định lượng sự chuyển đổi nền tảng, trong đó doanh thu điện thoại thông minh giảm từ 46% xuống 29% trong khi điện toán hiệu năng cao (HPC) tăng từ 36% lên 58%, và nghĩa vụ mua hàng của Apple tăng từ 8,7 tỷ đô la lên 71 tỷ đô la. Mô hình Nhu cầu Wafer của Apple dự đoán nhu cầu silicon trên các dòng chip (A-series, M-series, S-series, N-series, C-series, v.v.), tính toán khoản tiết kiệm lợi nhuận gộp vượt quá 8 tỷ đô la Mỹ mỗi năm và dự báo thị phần công nghệ tiên tiến của Apple sẽ giảm từ gần 100% ở N3 xuống dưới 50% ở N2 khi các bộ tăng tốc AI định hình lại sự phân bổ. Báo cáo kết luận với các kịch bản rủi ro tại Đài Loan, tình hình kinh tế Arizona và các điều kiện mà Apple sẽ xây dựng nhà máy sản xuất chip riêng của mình.

Nhu cầu chip bán dẫn
· Dòng A: 4,2 tỷ USD (2018) lên 9,7 tỷ USD (2025) = tăng trưởng 131%

· Dòng M: 0 USD (2019) lên 4,9 tỷ USD (2025) = Từ 0 lên 5 tỷ USD trong 6 năm

· Dòng S: 86 triệu USD (2018) lên 342 triệu USD (2025) = tăng trưởng gấp 4 lần

· Tổng doanh thu Apple Silicon: 23,5 tỷ USD (2025)

TSMC chuyển đổi:
· Doanh thu: 13 tỷ USD (2010) lên 122 tỷ USD (2025) = tăng trưởng gấp 9,4 lần

· Nghiên cứu và phát triển: 1 tỷ USD (2010) lên hơn 8 tỷ USD (2025) = tăng trưởng gấp 8 lần

· Chi phí đầu tư: 5,9 tỷ USD (2010) lên hơn 41,4 tỷ USD (2025) = Tăng trưởng gấp 7 lần

• Biên lợi nhuận gộp: 45,5% (2010) lên hơn 59% (2025) = Tăng trưởng 13,5 điểm phần trăm

Cách mạng đóng gói:
• Doanh thu CoWoS: 0,6 tỷ USD (2018) lên 8,4 tỷ USD (2025) = Tăng trưởng gấp 14 lần

• Doanh thu Apple InFO: Hơn 3,5 tỷ USD (2025)

• TSMC Advanced Packaging chiếm tỷ lệ phần trăm doanh thu: 6-7% (2018) lên hơn 10% (2025)

Đòn bẩy chuỗi cung ứng của Apple:
• Nghĩa vụ mua hàng sản xuất: 8,7 tỷ USD (2010) lên 56,2 tỷ USD (2025) = Tăng trưởng gấp 6,4 lần

• Nhu cầu wafer hằng tháng: 19.000 chiếc (2013) lên 130.000 chiếc (2025) = Tăng trưởng gấp 7 lần

• Nhà máy sản xuất 18 Khách hàng: Từ 4 (2020) lên 45 (2025) = tăng trưởng gấp 11 lần

Kinh tế chip:
· Biên lợi nhuận gộp iPhone: Từ 36,5% (A4, 2018) lên 41,5% (A18, 2025) = tăng trưởng 5 điểm phần trăm

· Biên lợi nhuận gộp Mac: Từ 29% (Intel, 2019) lên 39,5% (M3 Pro, 2023) = tăng trưởng 10,5 điểm phần trăm

· Tiết kiệm chip hằng năm: 7 tỷ USD (Intel 5 tỷ USD + Qualcomm 1,2 tỷ USD + Broadcom 700 triệu USD + IP tùy chỉnh hơn 500 triệu USD)

TSMC chuyển đổi nền tảng:
· Tỷ lệ doanh thu điện thoại thông minh: Từ 46% (Quý 1 năm 2028) lên 29% (Quý 4 năm 2025)

· Tỷ lệ doanh thu HPC: Từ 36% (Quý 1 năm 2020) lên 58% (Quý 4 năm 2025) = HPC hiện đang chiếm ưu thế


Giai đoạn 1: Tại sao Apple bắt đầu tự sản xuất chip và quá trình tìm kiếm đối tác của Apple
năm 2007 iPhone đầu tiên trình làng, Samsung cung cấp bộ xử lý ứng dụng, màn hình và bộ nhớ flash. Mặc dù việc sản xuất chip trở thành điều tất yếu đối với Apple, nhưng một vài yếu tố đã thúc đẩy quá trình này.

thứ 1, nhà cung cấp Samsung cũng gia nhập thị trường điện thoại thông minh 18 tháng sau khi iPhone ra mắt, dẫn đến một cuộc chiến pháp lý với Apple vì thiết kế của dòng Galaxy S đời đầu khá giống với iPhone.

thứ 2, sự trỗi dậy của mô hình Wintel (Android cộng với Qualcomm) trong điện thoại thông minh những năm 2010 khiến Apple lo ngại rằng các chip thông dụng có thể làm suy yếu sự khác biệt về phần mềm và ảnh hưởng đến vị thế cao cấp của hãng. Jobs đã đưa ra quyết định vào năm 2008: Apple sẽ tự thiết kế chip của riêng mình. Nhưng việc sản xuất đòi hỏi hàng chục tỷ đô la Mỹ trong các nhà máy. Vì vậy, Apple đã áp dụng cách tiếp cận của một công ty thiết kế hệ thống (điện tử gia dụng) mà không có nhà máy sản xuất.

thứ 3, tối ưu hóa khối lượng công việc: thiết kế dành riêng cho iOS, thay vì các tiêu chuẩn chung, đã mang lại lợi thế đáng kể về hiệu năng trên mỗi watt điện.

thứ 4, hiệu quả năng lượng: Thiết kế mỏng nhẹ của iPhone đòi hỏi hiệu năng trên mỗi watt, mà các chip bán sẵn không thể đáp ứng.

thứ 5, lợi nhuận: Loại bỏ dần các khoản lợi nhuận của nhà cung cấp theo thời gian sẽ giúp thu về thêm hàng tỷ đô la Mỹ lợi nhuận.


Apple muốn kiểm soát các công nghệ chính được sử dụng trong thiết bị của mình. Việc mua lại P.A. Semi với giá 278 triệu đô la Mỹ vào tháng 4 năm 2008 là một bước đệm. Dan Dobberpuhl (ảnh trên) sáng lập Alpha và StrongARM, đã tập hợp 150 kỹ sư chip tiết kiệm năng lượng giỏi nhất thế giới. Trong số đó có kỹ sư Johny Srouji (ảnh dưới) người Israel đến từ Intel và IBM. Hiện ông đang điều hành Apple Silicon với tư cách là Phó Chủ tịch cấp cao về Công nghệ Phần cứng.

Trước hết, nếu chúng ta làm điều này, liệu chúng ta có thể cung cấp những sản phẩm tốt hơn không? Đó mới là câu hỏi quan trọng nhất. Vấn đề không phải là con chip. Apple không phải là một công ty sản xuất chip.

- Johny Srouji, Phó Chủ tịch cấp cao về Công nghệ Phần cứng của Apple

Bấm để mở rộng...

sau P.A. Semi, Apple mua lại công ty thiết kế chip siêu tiết kiệm năng lượng Intrinsity với giá 121 triệu đô la Mỹ vào năm 2010. Apple ra mắt bộ xử lý ứng dụng (AP) tùy chỉnh đầu tiên dành cho điện thoại thông minh, chip A4 vẫn được sản xuất bởi Samsung, trong iPhone 4 vào tháng 9 năm 2010.

Quyết định lịch sử giữa TSMC, Samsung và Intel

từ năm 2010 đến năm 2014 giai đoạn “tán tỉnh”, Apple đã tìm kiếm các lựa chọn thay thế cho Samsung thông qua “Dự án Azalea”, xem xét GlobalFoundries và thậm chí xây dựng các nhà máy sản xuất riêng.

Intel và TSMC xuất hiện, 2 trong số những lựa chọn hàng đầu về nhà máy sản xuất chip cho Apple. Các cuộc thảo luận với Intel đã không thành công khi giám đốc Paul Otellini (ảnh dưới) bấy giờ từ chối, tin rằng khối lượng sản xuất sẽ không đủ để bù đắp cho biên lợi nhuận thấp và các yêu cầu khắt khe mà Apple đặt ra cho các nhà cung cấp.


tại TSMC, Morris Chang đã chấp nhận thử thách, coi đó là cơ hội tăng trưởng chứ không phải là gánh nặng về biên lợi nhuận.

Giám đốc Jeff Williams điều hành Apple đã gặp Chang trong bữa tối và đề xuất với TSMC việc xây dựng dây chuyền sản xuất 20nm. Bấy giờ TSMC đang chuyển trọng tâm và đầu tư node quy trình 16nm. Số vốn và công suất mà Apple yêu cầu là chưa từng có; họ thậm chí còn đề nghị TSMC cắt giảm cổ tức để tài trợ cho việc xây dựng nhà máy. TSMC đã chấp nhận rủi ro. Họ đã có thể tài trợ cho các nhà máy bằng nợ. Vào thời điểm đưa ra quyết định ban đầu, thành công còn xa vời đối với cả 2 bên.


Giai đoạn 2: Apple tạo nên TSMC (2014-2020)
năm 2014 chip A8 của Apple ra mắt, và TSMC không bao giờ hối hận

trong 6 năm tiếp theo Apple thúc đít TSMC đầu tư 60-80 tỷ đô la Mỹ vào công nghệ tiên tiến. Khối lượng sản phẩm của Apple đã tài trợ cho mọi node chuyển đổi công nghệ: N16, N7, N5.

nếu không có doanh số bán iPhone hàng năm đạt 200 triệu chiếc, TSMC đã không thể có được tốc độ nghiên cứu và phát triển vượt bậc như Intel và Samsung.

năm 2016 Apple tài trợ việc phát triển công nghệ đóng gói InFO (Integrated Fan-Out). Điều này cho phép tạo ra những chiếc điện thoại mỏng hơn với khả năng tản nhiệt tốt hơn và tạo ra hệ sinh thái đóng gói tiên tiến hiện đang cung cấp sức mạnh cho các bộ tăng tốc AI.

trong một cuộc phỏng vấn thẳng thắn, Morris Chang tiết lộ rằng Tim Cook sau đó đã nói với ông: "đơn giản là Intel không biết cách trở thành một hãng sản xuất chip chuyên nghiệp".

cốt lõi, đó là sự khác biệt về văn hóa: Intel, bị mắc kẹt trong thành công sản phẩm của hãng, không thể nhìn trước thị trường sản xuất chip dựa trên kiến trúc Arm; TSMC cung cấp sự phục vụ, tính linh hoạt và sẵn sàng "đặt cược cả công ty" vào sự thành công của Apple. TSMC đã xây dựng năng lực sản xuất chuyên dụng, tiếp nhận các kỹ sư của Apple vào phòng thí nghiệm của hãng và điều chỉnh lộ trình phát triển sản phẩm phù hợp với chu kỳ hằng năm của iPhone. Sự phù hợp về văn hóa này, sự sẵn sàng tùy chỉnh của TSMC so với cách tiếp cận sản phẩm tiêu chuẩn hóa của Intel, vẫn là trở ngại lớn nhất của Intel trong quá trình chuyển đổi sang mô hình IDM 2.0 hiện nay.

ban đầu Apple cho biết đã đề nghị TSMC mức lãi gộp 40%, phù hợp với mức lợi nhuận của TSMC vào thời điểm đó. Tỷ suất lợi nhuận gộp hiện tại từ mảng kinh doanh với Apple cao hơn đáng kể so với mức 40% ban đầu.

Mặc dù đã đầu tư vào năng lực sản xuất 20nm chuyên dụng cho Apple, ban đầu TSMC không nhận được phần lớn thị phần sản xuất chip Apple. Năm 2015 TSMC phải chia sẻ một suất sản xuất 14nm với Samsung, trong đó Samsung chiếm 60% thị phần. Ban lãnh đạo TSMC đã rất sốc, nhưng đã phản ứng bằng cách đẩy nhanh node quy trình 10nm thế hệ tiếp theo.

Cuối cùng, TSMC đã chiến thắng vì họ đã chứng minh khả năng mở rộng quy mô sản xuất 20nm trước các đối thủ cạnh tranh, chứng minh rằng hãng có thể xử lý được sự tăng đột biến về sản lượng của iPhone. Đội ngũ "cú đêm" tại TSMC đã làm việc 24/7 để giải quyết các vấn đề về năng suất, thiết lập niềm tin vận hành vẫn còn tồn tại đến ngày nay.

Điều gì sẽ xảy ra nếu Apple chọn Intel vào năm 2014? Intel sẽ có doanh thu sản xuất chip được đảm bảo hơn 15 tỷ đô la/năm. TSMC, nếu không có doanh thu đó, có lẽ sẽ không đạt được vị thế thống trị như hiện nay. Công nghệ sản xuất chip của Intel sẽ trưởng thành hơn 10 năm. Đó là sai lầm lớn nhất trong lịch sử các nhà máy sản xuất chip.


Giai đoạn 3: cộng sinh (2020-2023)
năm 2020 mối quan hệ hợp tác đã phát triển từ cùng có lợi sang phụ thuộc lẫn nhau. Apple không thể rời đi. Không một nhà máy sản xuất chip nào khác trên thế giới có thể sản xuất chip dòng M và dòng A với khối lượng và hiệu suất yêu cầu. Hiệu suất chip 3nm của Samsung chỉ đạt 30-40% so với hơn 80% của TSMC. Chi phí chuyển đổi ước tính khoảng 2-5 tỷ đô la Mỹ chỉ riêng cho việc thiết kế lại và kiểm định lại.

ngược lại TSMC không thể mất Apple. iPhone mang lại 22-25% tổng doanh thu và chiếm hơn 70% công suất sản xuất chip 3nm. Các đơn đặt hàng của Apple được biết trước 3 năm, cho phép TSMC lập kế hoạch đầu tư vốn với sự tự tin như một công ty cung cấp dịch vụ tiện ích (điện nước)

Rủi ro nghiêm trọng hơn nằm ở thời điểm. Chu kỳ ra mắt sản phẩm của Apple được đồng bộ hóa với lộ trình công nghệ sản xuất chip của TSMC. Việc chuyển sang Intel hoặc Samsung sẽ đồng nghĩa với việc sản xuất ra các sản phẩm kém chất lượng hơn trong 2-3 năm trong khi chờ đợi quá trình cải thiện hiệu suất. Chu kỳ nâng cấp sản phẩm, đặc biệt là việc làm mới iPhone hằng năm trùng với các ngày lễ, cũng sẽ gặp rủi ro.

Giai đoạn 4: Sự phụ thuộc đa dạng (2023-Hiện tại): Sự thay đổi động lực quyền lực: liệu Apple vẫn là người tạo ra vua?
Trong nhiều năm, Hsinchu và Cupertino đã làm việc như một đội duy nhất để không ngừng thúc đẩy Định luật Moore. Cách tiếp cận "Một đội" của Apple đã bố trí hàng trăm kỹ sư tại trụ sở chính của TSMC, coi nhà máy sản xuất chip như một phần mở rộng của Cupertino. Nhóm này đã cùng phát triển Bộ công cụ thiết kế quy trình (PDK), đảm bảo rằng khi một công nghệ sản xuất chip mới như 5nm ra mắt, các thiết kế của Apple được tổng hợp hoàn hảo theo đặc tính của bóng bán dẫn.

sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo tạo sinh đang làm thay đổi cơ cấu khách hàng của TSMC. Apple vẫn là khách hàng lớn nhất xét về doanh thu, nhưng tầm ảnh hưởng tương đối của hãng đang giảm dần khi phân khúc Điện toán hiệu năng cao (HPC), được thúc đẩy bởi NVIDIA, AMD và các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây quy mô lớn, phát triển mạnh mẽ.

quý 1 năm 2020 điện thoại thông minh chiếm 49% doanh thu TSMC, trong khi HPC chiếm 30%.

quý 3 năm 2025 HPC đã tăng vọt lên 57% doanh thu TSMC, đẩy điện thoại thông minh trở thành động lực tăng trưởng thứ yếu.

Trong khi Apple cũng đóng góp vào phân khúc HPC của TSMC thông qua chip máy tính bảng/PC, sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) đã mang đến cho TSMC một nguồn khách hàng mới, những người đang rất cần năng lực sản xuất chip tiên tiến. Mặc dù các bộ tăng tốc AI đã được cải tiến theo chu kỳ 1 năm, nhưng vẫn chủ yếu sử dụng công nghệ N2 (2nm). Apple vẫn sẽ là khách hàng chủ chốt trên công nghệ N2 (2nm) nhưng sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt từ các đối thủ khác đang tranh giành năng lực sản xuất. Trên công nghệ A16 (1.6nm), các nhà sản xuất HPC có khả năng sẽ vượt mặt Apple vì đây là công nghệ tập trung hơn vào HPC.

Apple đóng vai trò là chuẩn mực ổn định, giúp biện minh cho chi phí cố định khổng lồ của các nhà máy sản xuất chip mới. NVIDIA mang lại tiềm năng sinh lời cao, thúc đẩy tăng trưởng lợi nhuận. TSMC hiện có 2 khách sộp (Apple và Nvidia) thay vì chỉ 1.


Khác biệt AI: Tấm bán dẫn so với vỏ đóng gói
khác biệt nằm ở những gì các khách hàng này đang mua. Apple mua các tấm bán dẫn logic tiên tiến (N3, N3E) và công nghệ đóng gói InFO (Integrated Fan-Out). NVIDIA mua các tấm bán dẫn logic (N4, N5) trên quy trình tùy chỉnh chậm hơn 1 hoặc 2 node so với công nghệ tiên tiến nhất, nhưng lại phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ đóng gói CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) của TSMC.

Apple là khách hàng đầu tiên của TSMC ở mảng công nghệ đóng gói tiên tiến ở quy mô lớn. Doanh thu InFO tăng từ 1,8 tỷ USD năm 2018 lên hơn 3,5 tỷ USD năm 2024, hoàn toàn nhờ vào chip dòng A và dòng M.

CoWoS, công nghệ đóng gói AI của TSMC, đã vượt doanh thu InFO. Doanh thu CoWoS đạt 9,6 tỷ USD vào năm 2025, gấp 2,5 lần InFO, được thúc đẩy bởi nhu cầu từ Nvidia và AMD.

Điều này tạo ra sự phân nhánh trong kế hoạch năng lực sản xuất của TSMC. Apple không còn là động lực duy nhất thúc đẩy chi tiêu vốn. Chi tiêu vốn của TSMC hiện được chia đều giữa việc theo đuổi Định luật Moore (2nm cho Apple) và theo đuổi mật độ đóng gói (CoWoS-L cho NVIDIA). Apple vẫn là nền tảng ổn định, có thể dự đoán được, biện minh cho chi phí cố định khổng lồ của các nhà máy mới, trong khi NVIDIA mang lại lợi nhuận cao, thúc đẩy tăng trưởng lợi nhuận. Cán cân quyền lực đã chuyển từ thế giới đơn cực (Apple) sang thế giới lưỡng cực (Apple + AI), nơi TSMC hiện có thể tận dụng chênh lệch nhu cầu giữa 2 lĩnh vực để duy trì sức mạnh định giá.


Giai đoạn 5: đá TSMC (sau năm 2027)
Apple đang tích cực tìm kiếm các lựa chọn thay thế.

Quy trình 18A-P của Intel (xuất xưởng cuối năm 2026) đại diện cho lựa chọn thay thế khả thi đầu tiên về mặt lý thuyết, kể từ khi Apple rời Samsung vào năm 2016. Apple có thể lựa chọn Intel, ban đầu là cho các silicon rủi ro thấp hơn như dòng M cơ bản, và đạt năng suất tốt. Điều đó sẽ mang lại cho Intel những chiến thắng trong thiết kế tham chiếu và đa dạng hóa chuỗi cung ứng của Apple mà không gây rủi ro cho các sản phẩm cốt lõi.

năm 2014 Intel từng bỏ lỡ cơ hội hợp tác với Apple

Việc sử dụng công nghệ 18A-P trên các chip dòng M cơ bản là hợp lý. Nếu Apple chuyển 20% số lượng wafer dòng M cơ bản sang Intel 18A-P, điều đó sẽ đồng nghĩa với việc Intel thu được 630 triệu đô la Mỹ doanh thu từ việc sản xuất chip với giá bán trung bình là 18.000 đô la.

Kích thước chip dòng M cơ bản thường nằm trong khoảng 150-170mm² và có thể đạt hiệu suất hơn 70% với công nghệ 18A-P (dựa trên Panther Lake hiện tại, có kích thước chip tương tự).

hiện tại, hiệu suất của Intel ở công nghệ 18A thấp hơn TSMC N3 đối với chip 150mm² (>80%), Intel lại mang đến lợi thế về giá cả, khả năng tùy chọn 14A và năng lực sản xuất wafer/đóng gói tại Mỹ cho Apple.

Công nghệ Intel 18A-P cung cấp hiệu năng/watt cao hơn 8% và mật độ tương tự như 18A với khả năng cấp nguồn phía sau (PowerVia).

Cũng có một vài khả năng ít tác động hơn: trong khi công nghệ sản xuất chip Intel16 tại nhà máy ở Ireland có thể đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng truyền hình kỹ thuật số và kết nối, báo cáo ngờ rằng công suất này không đủ để phục vụ Apple. Apple có thể lựa chọn Intel cho các sản phẩm có rủi ro thấp hơn: WiFi/Bluetooth, trình điều khiển màn hình hoặc quản lý nguồn điện. Điều đó sẽ giúp Intel giành được các thiết kế tham chiếu và đa dạng hóa chuỗi cung ứng của Apple mà không gây rủi ro cho các sản phẩm cốt lõi.


Chiến lược đa dạng hóa của Apple
Việc đa dạng hóa nhà máy sản xuất chip thực sự của Apple không phải là chuyển các dòng chip A-series/M-series tiên tiến ra khỏi TSMC. Các phiên bản không phải Pro, chip ngoại vi và công nghệ đóng gói... đều là những ứng cử viên cho việc đa dạng hóa nhà máy sản xuất chip.

Đa dạng hóa có hiệu quả: PMIC, Trình điều khiển màn hình, Âm thanh/Kết nối

Thách thức của đa dạng hóa: dòng A và M tiên tiến

Apple tái hợp tác với Samsung LSI/Foundry
Sau khi rời Samsung năm 2016, Apple đã độc quyền với TSMC. Chiến lược đa dạng hóa của Apple nhằm giảm thiểu rủi ro chuỗi cung ứng đối với các chip không quan trọng.

Apple đã ký một thỏa thuận chiến lược với Samsung Foundry để sản xuất cảm biến hình ảnh CMOS (CIS) tiên tiến tại các cơ sở của Samsung ở Austin, Texas, phá vỡ thế độc quyền kéo dài một thập kỷ của Sony đối với cảm biến hình ảnh iPhone. Việc tận dụng các nhà máy của Samsung tại Mỹ giúp Apple đáp ứng các mục tiêu "Sản xuất tại Mỹ" nội bộ mà không chỉ dựa vào TSMC Arizona, nơi tập trung vào các sản phẩm tiên tiến.

ước tính Samsung có thể chiếm 20-30% sản lượng CIS của Apple vào năm 2027 (150-200 triệu cảm biến mỗi năm), mang lại doanh thu từ dịch vụ sản xuất chip cho Samsung từ 1 đến 1,5 tỷ đô la Mỹ

Dấu chân sản xuất
Lập bản đồ hệ sinh thái Apple-TSMC: Nơi sản sinh ra silicon

Để hiểu mối quan hệ này, người ta phải hiểu thực tế vật lý về nơi sản xuất những con chip này. Mạng lưới các nhà máy GigaFabs phân tán của TSMC, mỗi nhà máy chuyên về các công nghệ sản xuất và đóng gói cụ thể, sản xuất hơn một tỷ chip Apple mỗi năm. Chuỗi cung ứng của Apple gắn bó chặt chẽ với hành lang phía tây của Đài Loan, nhưng những cân nhắc về địa chính trị đang buộc họ phải mở rộng tốn kém sang Arizona.'


Phần quan trọng ở khâu xử lý hậu kỳ: Công nghệ đóng gói tiên tiến
Đóng gói tiên tiến là lĩnh vực mà sự khác biệt giữa Apple và NVIDIA thể hiện rõ rệt nhất. Apple dựa vào InFO-PoP (Integrated Fan-Out Package-on-Package), công nghệ này xếp chồng DRAM trực tiếp lên trên SoC để giảm thiểu độ dày cho iPhone. Công nghệ này đóng vai trò then chốt trong quyết định của Apple khi rời bỏ Samsung, vì nó cho phép tạo ra những chiếc điện thoại mỏng hơn với khả năng tản nhiệt tốt hơn. Mặt khác, NVIDIA dựa vào CoWoS, công nghệ đặt HBM (High Bandwidth Memory) cạnh GPU trên một lớp silic trung gian để đạt được băng thông tối đa.

Apple và NVIDIA không cạnh tranh trực tiếp trên cùng một dây chuyền đóng gói chip. Apple thống trị AP3 (InFO), trong khi NVIDIA cạnh tranh cho AP5/AP6 (CoWoS). Tuy nhiên, khi Apple chuyển sang sử dụng chip M5/M6 Ultra với công nghệ SoIC (System on Integrated Chips) và WMCM, họ sẽ bắt đầu cạnh tranh trên cùng một nguồn lực đóng gói 3D tiên tiến ở AP6 và AP7. Sự hội tụ của các lộ trình này đặt ra rủi ro trong tương lai đối với việc phân bổ năng lực sản xuất.

Nhà máy Fab 18 ở Đài Nam là cơ sở hàng đầu của TSMC về sản xuất chip tiên tiến và về cơ bản là "nhà máy của Apple". Tất cả các chip A19 Pro, A18 Pro, M3, M4 và M5 đều được sản xuất trên dây chuyền 3nm của Fab 18. Sự tập trung này ở miền nam Đài Loan là một trong những điểm yếu địa chính trị quan trọng trong chuỗi cung ứng của Apple.


Địa chính trị
việc Apple tập trung sản xuất chip tại Đài Loan là vấn đề nhạy cảm mà ai cũng thấy rõ. Gần như toàn bộ quá trình sản xuất chip của Apple, bao gồm tất cả các chip dòng A và M tiên tiến nhất, đều diễn ra trên một hòn đảo duy nhất cách Trung Quốc đại lục 100 dặm.

Nhà máy TSMC Arizona mang lại sự đa dạng hóa tượng trưng, nhưng với tốc độ tăng trưởng hiện tại, nó sẽ không làm giảm đáng kể sự phụ thuộc vào Đài Loan cho đến năm 2028 trở lên. Hiện tại, chưa đến 5% sản lượng chip tiên tiến nhất đến từ Arizona. Nếu con số này tăng lên 10-15% vào năm 2028, điều đó cho thấy Apple thực sự lo ngại về Đài Loan.


5 thương vụ mua lại chip mang tính đột phá của Apple
Triết lý bán dẫn bao quát của Apple rất đơn giản nhưng tàn nhẫn: kiểm soát “các công nghệ chủ chốt” tạo nên sự khác biệt của sản phẩm. Hành trình này, bắt đầu với chip A4 năm 2010, đã phát triển thành một chiến lược nội hóa toàn diện. Nó không chỉ đơn thuần là về CPU (dòng A/M); Apple đã từng bước thay thế các nhà cung cấp cho hầu hết mọi hệ thống con quan trọng, phát triển các chip silicon tùy chỉnh cho Âm thanh (dòng H), Bảo mật (dòng T), Không dây (dòng W), Băng thông siêu rộng (dòng U) và hiện nay là Điện toán không gian (dòng R). Việc mua lại mảng kinh doanh modem của Intel vào năm 2019 là mảnh ghép cuối cùng của bức tranh này, nhằm mục đích thay thế Qualcomm và hoàn thành sự độc lập hoàn toàn về chip silicon.

P.A. Semi (năm 2008, 278 triệu USD): Nền tảng
P.A. Semi là một công ty thiết kế chip chuyên biệt được thành lập bởi Dan Dobberpuhl, một trong những kiến trúc sư bộ xử lý được kính trọng nhất trong ngành (người tạo ra DEC Alpha, StrongARM). Công ty có 150 kỹ sư thiết kế bộ xử lý hiệu năng cao, tiết kiệm năng lượng.


Nhóm đã thiết kế A4, SoC tùy chỉnh đầu tiên của Apple. Jim Keller (ảnh trên) người sau này thiết kế kiến trúc Zen của AMD, đã dẫn dắt quá trình phát triển A4/A5 tại Apple trước khi rời đi.

AuthentTec (2012, 356 triệu USD): Touch ID
Touch ID được ra mắt 13 tháng sau khi Apple mua lại AuthenTec. Kiến trúc của AuthenTec cho phép sử dụng Secure Enclave, hệ thống con bảo mật phần cứng xử lý tất cả các hoạt động sinh trắc học và mã hóa.

Secure Enclave đã cho phép Apple Pay (2014). Một thập kỷ sau, Apple Pay đã tạo ra khối lượng giao dịch hơn 1,5 nghìn tỷ USD (2024). Thương vụ mua lại trị giá 356 triệu USD đã chứng minh sự cần thiết của một doanh nghiệp dịch vụ tài chính tạo ra doanh thu hàng tỷ USD mỗi năm. Một quyết định về kiến trúc chip vào năm 2012 đã tạo tiền đề cho mảng kinh doanh Dịch vụ trị giá hơn 100 tỷ đô la một thập kỷ sau đó.

PrimeSense (2013, 360 triệu đô la): Nhận diện khuôn mặt (Face ID)
PrimeSense đã phát triển công nghệ cảm biến độ sâu 3D đằng sau Kinect của Microsoft. Apple đã mua lại hãng với giá 360 triệu đô la Mỹ và dành 4 năm để thu nhỏ công nghệ này sao cho phù hợp với phần khuyết trên màn hình điện thoại.

Camera TrueDepth chiếu 30.000 điểm hồng ngoại lên khuôn mặt bạn, lập bản đồ cấu trúc 3D và xác thực trong vài mili giây. Face ID an toàn hơn Touch ID (tỷ lệ nhận diện sai là 1 trên 1.000.000 so với 1 trên 50.000).

Công nghệ tương tự đã tạo ra Animoji, Memoji và trở thành nền tảng cho máy quét LiDAR trong iPhone 12 Pro.

Mảng kinh doanh Modem của Intel (2019, 1 tỷ đô la): Modem 5G nội bộ
Apple đã mua lại mảng kinh doanh modem điện thoại thông minh của Intel cùng tuần họ giải quyết vụ kiện với Qualcomm. Thời điểm này là có chủ ý. Thỏa thuận này chỉ là một hiệp định đình chiến tạm thời.

với Intel, Apple đã có được 2200 kỹ sư (thiết kế modem, RF, kiểm định), 17000 bằng sáng chế không dây, phòng thí nghiệm, thiết bị, sở hữu trí tuệ trên khắp San Diego và Munich.

Modem 5G là bước tiến cuối cùng của Apple và bất chấp sự chậm trễ, modem C1 đã được trang bị trên iPhone 16e (2025), sau 5 năm phát triển.

năm 2027-2028 Apple dự kiến sẽ loại bỏ hoàn toàn Qualcomm khỏi dòng sản phẩm của hãng, mang lại cho hãng cơ hội tăng lợi nhuận gộp.

Sự tan rã của Imagination (2017): GPU nội bộ
Apple đã cấp phép thiết kế GPU từ Imagination Technologies kể từ iPhone đời đầu.

tháng 4 năm 2017 Apple thông báo với Imagination rằng hãng sẽ ngừng sử dụng sở hữu trí tuệ của Imagination trong vòng 15-24 tháng. Cổ phiếu của Imagination đã giảm 70% chỉ sau một đêm.

Apple đã bí mật xây dựng một nhóm GPU nội bộ. A11 (tháng 9 năm 2017) được trang bị GPU tùy chỉnh đầu tiên của Apple. GPU của Apple mang lại hiệu năng tốt hơn 30% so với các thiết kế của Imagination.

Imagination suýt phá sản. Hãng đã được bán cho một công ty cổ phần tư nhân được hậu thuẫn bởi Trung Quốc. Đến năm 2020 cả 2 công ty đã giải quyết các tranh chấp và ký kết các thỏa thuận cấp phép nhiều năm.


Hoạt động thiết kế toàn cầu
Apple quản lý 8000 kỹ sư chip tại hơn 15 trung tâm thiết kế trên 4 châu lục:

Israel là nơi thiết kế nên khả năng dẫn đầu về hiệu năng CPU của Apple. Nhóm nghiên cứu tại Herzliya, với nhiều thành viên được tuyển dụng từ Intel Israel – nơi đã tạo ra các kiến trúc Pentium M, Core và Sandy Bridge – thiết kế các lõi Firestorm, Avalanche và Everest, những bộ xử lý thống trị các bài kiểm tra hiệu năng.

Chính quốc gia (Israel) đã cung cấp cho Intel những kiến trúc tốt nhất giờ đây lại thiết kế ra những con chip của Apple đánh bại Intel.

Cơ sở tại San Diego nhắm thẳng vào Qualcomm. Hoạt động thiết kế modem của Apple nằm ngay sát trụ sở chính của Qualcomm. Văn phòng này chủ yếu được điều hành bởi các kỹ sư từng làm việc tại Qualcomm và Intel, những người hiểu rõ cách thức hoạt động của modem Qualcomm và cách đánh bại chúng.

DTCO: Tối ưu hóa đồng thời thiết kế và công nghệ
Apple cùng TSMC định nghĩa Bộ công cụ thiết kế quy trình (PDK). TSMC dành hàng trăm kỹ sư cho Apple, tạo ra một “nhà sản xuất thiết bị tích hợp ảo” (IDM). Khi Apple yêu cầu các bus bộ nhớ rộng hơn hoặc các kiến trúc bóng bán dẫn cụ thể, TSMC sẽ điều chỉnh PDK cho phù hợp.

Cải thiện hiệu năng silicon
Bước tiến không ngừng nghỉ của dòng A và M

Kết quả của sự thống trị trong sản xuất này là lợi thế về hiệu năng đã được tích lũy trong hơn một thập kỷ. Khả năng chuyển sang tiến trình sản xuất tiếp theo sớm nhất cho phép Apple tích hợp nhiều bóng bán dẫn hơn vào cùng một mức nhiệt, duy trì lợi thế về hiệu năng trên mỗi watt so với hệ sinh thái x86.

Số lượng bóng bán dẫn tăng tuyến tính, nhưng hiệu năng trên mỗi watt mới là thước đo thực sự. Việc chuyển sang N3E trong thế hệ A18/M4 ưu tiên chi phí và năng suất hơn là việc tăng mật độ thuần túy (so với N3B), điều này giải thích cho sự gia tăng số lượng bóng bán dẫn tương đối khiêm tốn so với các thế hệ trước. Neural Engine đã chứng kiến sự tăng trưởng theo cấp số nhân mạnh nhất, tăng từ 0,6 TOPS trong A11 lên 35 TOPS trong A17/A18, phản ánh chiến lược chuyển hướng của Apple sang AI trên thiết bị nhiều năm trước khi chu kỳ cường điệu về "máy tính AI" bắt đầu.

từ năm 2013 Apple liên tục cho ra mắt các tính năng tiên phong trong ngành, đi trước các đối thủ từ 12 đến 24 tháng.

Ưu điểm kỹ thuật của Apple Silicon
Sự dẫn đầu về hiệu năng của Apple bắt nguồn từ những quyết định kiến trúc được đưa ra cách đây một thập kỷ. Trong khi Intel và Qualcomm theo đuổi tốc độ xung nhịp 5GHz trở lên, Apple lại theo đuổi chiến lược “rộng và chậm”, thực hiện nhiều tác vụ hơn trên mỗi chu kỳ ở tần số thấp hơn.


Kiến trúc giao diện người dùng: Độ rộng giải mã tương đương
năm 2020 Apple giới thiệu khả năng giải mã 8 chiều với A14/M1, đi trước các đối thủ 4 năm.

năm 2025 độ rộng bộ nhớ đệm không còn là lợi thế cạnh tranh của Apple nữa. Lợi thế đã chuyển sang hệ thống phân cấp bộ nhớ đệm, tích hợp theo chiều dọc và các lõi E nhỏ gọn, cực kỳ hiệu quả.

Hệ thống phân cấp bộ nhớ đệm: Apple vẫn dẫn đầu
Triết lý của Apple: bộ nhớ đệm L1 tốc độ cao khổng lồ, bộ nhớ đệm L2 dùng chung lớn và bộ nhớ đệm cấp hệ thống (SLC) trước DRAM. SLC cho phép CPU, GPU và Neural Engine chia sẻ dữ liệu mà không cần truy cập vào bộ nhớ hệ thống chậm.

Ưu điểm của SLC của Apple lớn hơn gấp 3-4 lần so với các đối thủ cạnh tranh nhờ khả năng chia sẻ hoàn toàn CPU/GPU. Strix Halo của AMD có kích thước tương đương nhưng các lõi CPU không thể truy cập vào nó.

Apple và Qualcomm Oryon có kích thước L1, độ trễ và cấu trúc phân cấp bộ nhớ cache tương đương nhau, vì nhóm thiết kế Nuvia ban đầu phần lớn được tuyển dụng từ Apple. Cấu trúc phân cấp L0/L1.5 của Intel làm tăng độ trễ.


Kiến trúc bộ nhớ hợp nhất
Các kiến trúc PC truyền thống có các vùng bộ nhớ riêng biệt cho CPU và GPU, yêu cầu sao chép dữ liệu. Apple Silicon sử dụng Kiến trúc bộ nhớ hợp nhất: GPU đọc cùng một địa chỉ bộ nhớ chính xác như CPU.

Điều này loại bỏ “tổn thất sao chép” rất quan trọng đối với các tác vụ AI. Một LLM 20GB được tải một lần. Neural Engine và GPU truy cập đồng thời. Chip di động của Qualcomm sử dụng LPDDR5X dùng chung nhưng thiếu tính nhất quán chi tiết của Apple. MALL của AMD Strix Halo chỉ dành cho GPU.

Tích hợp theo chiều dọc
Lợi thế về hiệu quả của Apple đến từ việc sở hữu silic kém hấp dẫn hơn: các IC quản lý nguồn và bộ điều khiển lưu trữ tùy chỉnh cho phép điều chỉnh điện áp và tần số động ở mức mili giây. Chip chuyển sang chế độ ngủ nhanh hơn, hoàn thành các tác vụ ở công suất cao và giảm xuống gần bằng không khi không hoạt động nhanh hơn so với các đối thủ x86.

Buồng hơi của iPhone 17 Pro được thiết kế đồng bộ với khả năng tản nhiệt của A19 Pro. Apple biết chính xác mức công suất tiêu thụ liên tục (5-7W) và thiết kế chip phù hợp. Qualcomm phải thiết kế cho trường hợp tản nhiệt xấu nhất trên các sản phẩm của Samsung, Xiaomi và OnePlus.

Những thay đổi trong năm 2024-2025:
sự tương đồng về giải mã: Intel, AMD, Qualcomm đều đạt được 8-wide vào năm 2024

việc áp dụng SLC: Qualcomm thêm 8MB SLC; Intel thêm 8MB bộ nhớ đệm phía bộ nhớ

sự tương đồng về L1: Qualcomm Oryon sánh ngang với L1 320KB của Apple ở độ trễ tương tự

điểm chuẩn Android đang tiến gần đến iPhone

chip XRing của Xiaomi với sự tích hợp theo chiều dọc rộng rãi về thiết kế, điện năng và phần mềm

những lợi thế còn lại của Apple: SLC lớn hơn (32MB so với 8-10MB), bộ nhớ hợp nhất thực sự với khả năng đồng bộ hoàn toàn giữa CPU/GPU và sự tích hợp theo chiều dọc cho phép thiết kế tản nhiệt đồng bộ. Khoảng cách đã thu hẹp, nhưng Apple vẫn giữ vững ngôi vị dẫn đầu về hiệu quả.