本文约3560字，需6分钟阅读（全文浏览） 　　今天再来说一说Radeon HD 7970显卡的另一个“第一成就”--世界第一款28nm工艺显卡。相比之前介绍过的第一个支持DX11.1规范的虚名，这个第一的含金量就高了不止一个等级了，厂商对工艺的掌握情况就算不能决定显卡的生或死，至少也是成败关键因素之一。

TSMC：军功章的另一半

　　AMD和NVIDIA完成了GPU架构设计之后，测试、流片、生产之类的工序就要看代工厂TSMC（台积电）了，TSMC的工艺进展顺利，那就万事大吉，你好他也好，万一制程转换不利，耽误自己赚钱不说，也会影响客户的产品销售，这一点曾经的明星+杯具HD 4770就是代表了。

显卡成败不仅取决于架构设计，代工厂的制程工艺水平也有相当影响

　　晶圆代工表面上看是把沙子（二氧化硅）变成金子的一本万利买卖，实际上技术含量非常高，设备折旧快，2-3年就要升级下一代工艺，需要大笔资金投入，Intel升级32nm工艺时投入70亿美元，TSMC今年的投资额已达80亿美元，其中相当大的比例都流向新工艺转换了，即便这样其28nm工艺也是磕磕绊绊，尚不敢称完全量产。

　　TSMC的28nm进展不够顺利与新工艺的技术升级有很一定关系，这次28nm工艺是TSMC首次采用HKMG（高K金属栅）技术，而且也是首次采用Gate-Last技术，这两个工艺转换是Intel早在45nm工艺上就已经完成了的，但是对其他晶圆厂来说技术和资金没这么雄厚，工艺转换就要慢上一步。

　　台积电高级副总裁蒋尚义介绍过，Gate-Last工艺不仅需要代工厂对工序和制造工艺进行调整，还需要IC设计方对电路的布局进行较大调整，只有这样才可以克服Gate-Last工艺中的一些缺陷，保证新工艺生产出的芯片密度不变。为此他们已经跟客户做了沟通，客户也接受了这些新工艺。

小知识：Gate-last是用于制作金属栅极结构的一种工艺技术，这种技术的特点是在对硅片进行漏/源区离子注入操作以及随后的高温退火工步完成之后再形成金属栅极；与此相对的是Gate-first工艺，这种工艺的特点是在对硅片进行漏/源区离子注入操作以及随后的退火工步完成之前便生成金属栅极。

TSMC 28nm工艺路线图

作为折衷方案，TSMC提出了几种不同的28nm工艺方案

　　即便TSMC做了大量基础工作，新28nm工艺也并非一帆风顺，为此TSMC也提出了几种不同的28nm工艺作为折衷，主要分为High Performance和Low Power，细分之下还有HP、HPM、HPL以及LP之分。

TSMC的28nm工艺路线图

　　LP低功耗型是最早量产的，不过它并非Gate-Last工艺，还是传统的SiON（氮氧化硅）介质和多晶硅栅极工艺，优点是成本低，工艺简单，适合对性能要求不高的手机和移动设备。

　　HP工艺才是真正的HKMG+Gate-Last工艺，它又可以分为HP、HPL（Low Power）、HPM（Moblie）三个方向，HP工艺拥有最好的每瓦性能比，频率可达2GHz以上，HPL的漏电流最低，功耗也更低，不过频率只有1.4GHz以上；最后的HPM主要针对移动领域，频率比HPL更高，功耗也略大一些。

　　TSMC原本是打算在2011年量产28nm工艺的，不过天不如人意，40nm到28nm的转换风险大大高于之前的工艺升级，所以之前无论是AMD还是NVIDIA都信誓旦旦会在2011年推出下一代28nm HP工艺的显卡，不过只有AMD做到了纸面发布，真正的量产还得等到2012年初，届时也不知道会有多少显卡批量上市。

Radeon HD 7970：28nm工艺受益者

　　首先要明白我们所说的xxnm工艺指的是光刻工艺中所能达到的最小线宽，这个数值越小说明晶体管体积越小，在同样的12寸晶圆上可以容纳的晶体管就越多，核心面积也越小，每个晶圆可以切割出的芯片数量也越多，成本就更低。芯片密度增加，核心面积缩小、成本降低可以说是工艺升级带来的最直接的好处，而新工艺往往伴随着更高漏电流控制技术，所以功耗也会降低，变相提高了频率提升空间。

　　TSMC称与40nm工艺相比，28nm工艺的芯片密度达到了后者的2倍，SRAM的面积则可以减少50%。AMD Radeon HD 7970使用的是28nm HP工艺，新材料新技术的应用使得28nm工艺的速度比40nm工艺提高了45%，而HPL工艺的漏电流相比前代更是减少40%，大大降低了功耗。

　　口说无凭，来看一下HD 7970的基本技术规格就知道了，其晶体管规模为43.1亿，核心面积365mm2，典型功耗210W（最大功耗250W），默认频率为925MHz，而40nm的HD 6970则是389mm2，26.4亿晶体管，典型功耗190W，最大TDP功耗250W，频率880MHz。换算一下，HD 7970在晶体管增加60%的情况下核心面积还缩小了6%，频率则提高了5%，不过根据我们论坛里刚刚发的一个帖子，HD 7970的超频能力非常恐怖，核心可以超到1.65GHz，显存则可以达到2000MHz（等效8000MHz），逆天啊。