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2020년 11월 출시된 M1칩을 시작으로 애플 맥북의 자체칩 개발도 벌써 3년이 다되어간다. 21년부터 출시되는 맥북부터는 탈 인텔에 성공하고 자체 개발한 M시리즈 칩을 탑재하기 시작했다. 2년 반동안 애플은 최근 M2 Ultra를 포함하여 총 8개의 M시리즈 칩을 출시했다. 현재는 M3, M4 칩을 개발 중일 것이다. 현재까지 M시리즈의 반도체 적용 공정과 패키지 관점에서 어떤 변화가 있었는지 살펴보자.
M시리즈 종류와 사양
M1과 M2는 각각 4가지 모델로 구성돼 있다. 기본모델, Pro, Max, Ultra 이렇게 4가지이다. M1은 TSMC 5nm (N5) 공정을 사용했다. M2는 출시 전 TSMC의 3nm를 적용할 것이라는 소문이 있었다. 그러나 수율 등 문제로 M1과 동일한 5nm가 적용되었다. 다만 M1은 N5, M2는 N5P로서 같은 5nm지만 M2가 조금 더 개선된 공정이라고 한다.
M1, M2의 공통점은 패키지 사이즈 대비 두께가 얇다는 것이다. 반도체 칩과 메모리를 실장 하는 기판에는 중간에 Core층이 존재하는데 (반도체 칩 성능을 뜻하는 코어 아님), 이 층이 타제품대비 얇거나 Pro, Max의 경우 Core층이 없는 Coreless 형태이다. M1과 M2는 모델별로 폼팩터의 큰 변화 없이 비슷한 크기와 두께를 가진다. 기본, Pro, Max, Ultra의 패키지 구조나 외관적인 사양은 유사하다.
| 기본 | Pro | Max | Ultra | |
| M1 |  |
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| CPU 8코어 GPU 8코어 |
CPU 10코어 GPU 16코어 |
CPU 10코어 GPU 32코어 |
CPU 20코어 GPU 64코어 |
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| M2 |  |
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M1 Ultra와 유사 구조 |
| CPU 8코어 GPU 10코어 |
CPU 12코어 GPU 19코어 |
CPU 12코어 GPU 38코어 |
CPU 24코어 GPU 76코어 |
기본 모델
M1, M2 기본 모델은 제일 작은 크기인데, M1 대비 M2의 설계 상 두께가 줄어들지는 않았다. M3의 두께 또한 유지될 것으로 예상된다.
Pro / Max 모델
Pro의 경우 M1 Pro 대비 M2 Pro의 패키지 사이즈가 소폭 커지면서 Die(반도체 칩) 주변에 실장되는 DRAM 메모리수량이 2개에서 4개로 늘어났다. M3 Pro에서 더 늘어날지는 미지수이다. Ultra 모델에서 8개가 실장 되기 때문에 Pro 모델에 무리하게 늘릴 필요가 없을 것으로 보인다.
Ultra 모델
Ultra는 Max의 칩 2개를 Silicon 인터포저로 연결하여 붙이는 패키징 방식을 이용했다. 이 방식 역시 M1 Ultra, M2 Ultra 동일하게 적용됐다. 이 패키징 방식은 TSMC의 InFo-L 이라는 어드밴스드 패키징이다. Ultra 모델은 TSMC의 파운드리와 패키징을 모두 이용하는 것이다.
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https://simguani.tistory.com/entry/Fab-%EA%B3%B5%EC%A0%95%EC%9D%98-%ED%95%9C%EA%B3%84%EC%99%80-Advanced-%ED%8C%A8%ED%82%A4%EC%A7%95
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M3 또한 M1, M2와 비슷한 모델 구성을 가져갈 것 같다. Ultra 외에 M2 Extreme이라는 새로운 모델이 출시된다는 소문도 있는데, 현재 애플의 맥북 라인업을 보면 Ultra보다 더 큰 칩이 적용될만한 것은 없는 것 같다.