Das Unternehmen Apple Inc., bekannt vor allem als Entwickler des iPhone, iPad und Mac, stellt seine Prozessoren nicht selbst her. Die Hauptrolle von Apple liegt im Chipdesign – das Unternehmen entwickelt die Architektur und das logische Layout der Prozessoren der Apple-A-Serie, während die physische Fertigung von spezialisierten Vertragsfabriken übernommen wird.
ARM-Architektur – die Grundlage mobiler Prozessoren
Alle mobilen Prozessoren von Apple basieren auf der ARM-Architektur (Advanced RISC Machine). Dabei handelt es sich um einen Befehlssatz, der festlegt, wie der Prozessor Daten verarbeitet und Befehle ausführt. Die ARM-Architektur gehört zur Kategorie RISC (Reduced Instruction Set Computing), die sich durch Einfachheit und Energieeffizienz auszeichnet – Eigenschaften, die sie ideal für mobile und stromsparende Geräte machen.
Die ARM-Architektur wurde vom britischen Unternehmen ARM Holdings entwickelt (heute im Besitz der japanischen SoftBank und teilweise von Nvidia). ARM stellt keine Chips selbst her, sondern vergibt Lizenzen für seine Architektur an andere Unternehmen. Lizenznehmer erhalten das Recht, die ARM-Befehlssätze und CPU-Kerne zu verwenden oder eigene, mit der ARM-Architektur kompatible Lösungen zu entwickeln.
Wie Apple seine eigenen Prozessoren entwickelt
Apple ist einer der Lizenznehmer von ARM. In seinen Laboren nutzen Apples Ingenieure die ARM-Architektur als Grundlage und entwickeln eigene CPU-Kerne sowie unterstützende Komponenten, die speziell auf die Geräte des Unternehmens zugeschnitten sind.
So sind die Prozessoren der Serie Apple A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16 und folgende keine einfachen ARM-Kopien, sondern exklusive Eigenentwicklungen von Apple, die weiterhin mit ARM-Befehlen kompatibel bleiben.
Diese Systeme enthalten in der Regel:
- Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU);
- Grafikeinheit (GPU);
- Speichercontroller;
- Systeme für maschinelles Lernen (Neural Engine);
- Bildsignalprozessoren (ISP);
- Sicherheitssysteme (Secure Enclave).
Das Ergebnis ist ein System on a Chip (SoC) – ein einzelner integrierter Schaltkreis, der alle wesentlichen Komponenten enthält, die für den Betrieb eines Smartphones oder Tablets erforderlich sind.
Wo Apples Prozessoren hergestellt werden
Der Haupthersteller von Apples Mikroprozessoren ist TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) – ein führendes Halbleiterunternehmen mit Sitz in Taiwan.
Alle modernen Apple-Prozessoren – von den Chips der Serie A, die in iPhones verwendet werden, bis zu den M1, M2 und M3, die in Macs zum Einsatz kommen – werden in den hochmodernen Anlagen von TSMC gefertigt. Diese Werke nutzen modernste Technologien, derzeit im 3-Nanometer-Prozess, und in naher Zukunft wird der Übergang zu 2-Nanometer-Prozessen erwartet.
Angesichts der strategischen Risiken einer ausschließlichen Abhängigkeit von Taiwan unternehmen Apple und TSMC Schritte, um ihre Produktionsbasis zu diversifizieren. In Phoenix (Arizona, USA) baut TSMC einen großen Halbleiterkomplex, der künftig sechs Fertigungsanlagen umfassen soll. Die erste Anlage, deren Inbetriebnahme für 2024 geplant ist, wird 4-Nanometer-Chips herstellen, während die zweite, die 2025 erwartet wird, 3-Nanometer-Chips produzieren soll – denselben Prozess, der auch für die Chips Apple M3 und A17 Pro verwendet wird.
Damit werden Apples Prozessoren nun sowohl in Taiwan als auch in den Vereinigten Staaten produziert – ein wichtiger Schritt hin zu einer widerstandsfähigeren und geografisch diversifizierteren Lieferkette.