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    Intel创始人是摩尔定律的提出者,Intel公司也是摩尔定律最坚定的捍卫者,前几年Intel还在自信半导体工艺领先业界三年半,谁知道14nm节点Intel遭遇了挫折,而TSMC、三星这两家在14/16nm节点之后好像开了挂,10nm工艺去年就宣传说量产了,今年都要试产7nm了,5nm工艺也要在2020年搞定,这速度可比Intel快多了。面对被以前的跟班轻松超越的问题,Intel也忍不住了,希望半导体公司在制程工艺描述上诚实一点,并给出统一的衡量公式。

    先说说为什么Intel要介意这个问题。放在几年前,Intel在半导体工艺上一直都是领先TSMC、三星等公司的,22nm节点就开始量产3D晶体管(也就是FinFET工艺),那时候三星、TSMC才推出28nm工艺没多久,跟Intel差距确实挺远的,Intel自然不会有什么失落感。但之后的情况不一样了,Intel在14nm遇到了技术问题,原计划的Fab 14工厂升级工艺也被取消了,以致于Tick-Tock战略停摆,现在14nm工艺都要出四代产品了,这一代工艺要用差不多4年时间。

    TSMC、三星的14/16nm FinFET工艺在这段时间追赶上来了,AMD今年推出的Ryzen处理器使用的就是GF公司的14nm LPP工艺,虽然说性能上未能超过Intel 14nm处理器,但至少双方都是同级别工艺了,没有什么代差了。

    三星、TSMC追赶甚至超越Intel工艺不只是因为占Intel工艺失利,还有一个很重要的原因就是TSMC、三星在制程工艺上玩起了小花招——以前他们是跟着Intel脚步走,现在有机会领先,他们在半导体工艺断代上耍了个小花招,因为半导体实在太复杂,大家了解到的XX工艺实际上是指线宽,理论上线宽越小,半导体就越小,晶体管也越小,制造工艺越先进。


    Intel 14nm工艺与TSMC、三星同代工艺比较

    但实际上线宽定义半导体工艺先进程度并不准确,更有意义的是栅极距(gate pitch)、鳍片间距(Fin Pitc)等,Intel早前就对比过他们与TSMC、三星的16、14nm工艺,如上图所示,Intel的14nm工艺在这些关键指标上要比三星、TSMC好得多,这两家的工艺其实有些名不副实,落后Intel差不多半代水平。

    三星、TSMC在半导体工艺命名上赢过了Intel,这实际上是商业宣传的胜利,技术上超越Intel还有点名不正言不顺,对这个问题业界早前就有过争议了,不过这事有没有什么强制性约束,如何命名更多地是厂商自己的事,大家也只能听之任之了。

    在这样的背景下,Intel今天发了一条很有意思的文章:让我们清理半导体工艺命名的混乱吧。文章的作者是Mark Bohr,Intel高级院士,也是处理器架构与集成部门的主管,可以说是资深的业界专家了,他在这篇文章中就指出了业界在半导体工艺命名上的混乱之态。

    当然,他的重点不是批评现状,而是给出了一个更合理的衡量半导体工艺水平的公式,如下图所示:


    Intel给出的衡量半导体工艺先进程度的公式

    这个公式挺复杂的,Bohr院士指出衡量半导体工艺真正需要的是晶体管密度,这个公式分为两部分,一部分计算2bit NAND(4个晶体管)的密度,另一部分更为复杂,计算的是SFF(scan flip flop)的晶体管密度,0.6和0.4两个数字是这两部分的加权系数。

    Bohr院士希望半导体厂商在介绍工艺节点时也应该公布逻辑芯片的晶体管密度,而且还有一个重要的参数:SRAM cell单元面积,考虑到每家厂商的工艺都不同,在NAND+SFF密度之外最好还要独立公布SRAM面积。

    PS:现在问题又来了,Intel希望用更公平的手段来衡量半导体工艺先进程度,还给出了自己的方案,不过TSMC、三星会不会听Intel的建议?很大概率上我觉得他们不会再追随Intel了,不仅是因为他们从这种取巧的商业命名上尝到了甜头(在部分公众眼里TSMC、三星确实超过了Intel工艺),也是因为Intel的新方法有点复杂,对公众来说更不容易理解。

    此外,本文虽然批评了三星、TSMC在半导体工艺命名上的花招,不过公平来说这几年他们确实取得了很大进步,以往比Intel落后至少一代工艺,现在也确实追赶上Intel,未来的7nm、5nm节点上比Intel更积极也是事实,Intel与其提出新公式,不如自己加把劲。看完这篇文章有什么感受与体会,不妨跟小超哥(weixin9501417)针对这件事情聊聊~

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    已有 29 条评论,每一条合规评论都是对我们的褒奖。
    • 游客 2017-03-29 23:56

      半导体工业一般可以缩两样东西,一个把栅极缩了,一个缩栅极或者鱼鳍距离,台积电和三星都喜欢弄半代工艺玩大缩栅极,单缩栅极的漏电副作用很大,但良品成本更好控,也就是28nmlp 20nm 10nm这些玩意,低性能低频功耗比尚可,但一到高性能高频就残废,也因此很多高性能大芯片制造商会跳过这类半代工艺,因为高性能部分这些工艺用着比不上28hpm 16+这种工艺,手机所谓的高性能芯片用都勉强得要死

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      30#

    • 游客 2017-03-29 21:04

      intel应该诚实点,先告诉大家他们家的14nm是否达标了

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      29#

    • 游客 2017-03-29 18:02

      诚实点这话应该是说 intel 自己吧

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      28#

    • 游客 2017-03-29 17:57

      游客

      神它嘛手机还取代pc,人脑烧坏了吧,没法换了,完了
      2017-03-29 15:56
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    • 是想说arm完美运行windows吧。

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      27#

    • 游客 2017-03-29 15:56

      游客

      移动设备取代windows?你是想说取代pc吧?你咋不上天?
      2017-03-29 14:16
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    • 神它嘛手机还取代pc,人脑烧坏了吧,没法换了,完了

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      26#

    • 游客 2017-03-29 14:21

      游客

      去凤凰网、人民网折腾去,这里的大多是些现实失败的底下层,何来为你伸援手的宽裕?
      2017-03-29 14:10
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    • 且不说你这是是走后门被骗不值得同情,就你这事来一个科技小站有什么用?有那功夫不如去微博啥的雇两个人给人炒一炒作用大些

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      25#

    • 游客 2017-03-29 14:16

      Elwin 教授

      最重要的是intel垄断业界的基础没有了。当arm芯片越来越强,移动设备可以取代windows的时候,谁还死把着x86不放呢。
      2017-03-29 13:48 已有2次举报
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    • 移动设备取代windows?你是想说取代pc吧?你咋不上天?

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      24#

    • 游客 2017-03-29 14:10

      去凤凰网、人民网折腾去,这里的大多是些现实失败的底下层,何来为你伸援手的宽裕?

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      23#

    • 游客 2017-03-29 14:00

      游客

      真是够蠢的,人家明明说的是别的文章,自己不看细节还喷别人。
      2017-03-29 13:49 已有1次举报
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    • 是别人蠢还是你蠢?原层主明明就是在在给intel洗地,认为intel过不去14nm的坎,别人就也过不去。事实上,intel的确在14nm领先,但也不过是领先别家14/16nm半代,与10nm比,最多持平甚至略落后,根本不存在所谓的其它文章的两代半。intel的裹足不前,的确需要反思一下自己,不要成为“老大帝国”。

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      22#

    • 游客 2017-03-29 13:54

      人家跑火车,最起码胜过你英特尔上一代,三星台积电2018年就上7nm,你英特尔7nm在哪里,2021年?

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      21#

    • 游客 2017-03-29 13:49

      游客

      哇,文章当中 好多 细节你都不看的嘛。。。
      最多 差半代。。。哪来的 差两代?
      2017-03-29 11:28
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    • 真是够蠢的,人家明明说的是别的文章,自己不看细节还喷别人。

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      20#

    • Elwin教授 2017-03-29 13:48  加入黑名单

      最重要的是intel垄断业界的基础没有了。当arm芯片越来越强,移动设备可以取代windows的时候,谁还死把着x86不放呢。

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      19#

    • 既视感先生博士 2017-03-29 13:01  加入黑名单

      游客

      哇,文章当中 好多 细节你都不看的嘛。。。
      最多 差半代。。。哪来的 差两代?
      2017-03-29 11:28
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    • “至少有两代差距”我只是引用当时那篇文章的观点。你自己看评论不注意章节,我分明用了2段来表述,一段是引用其他科技报道的观点,另外一段是我自己的看法。

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      18#

    • 游客 2017-03-29 12:46

      游客

      难怪R7都超不高,感觉有堵墙。
      2017-03-29 11:08
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    • 这感觉就跟6700k一样啊

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      17#

    • 竹林七闲鱼V博士 2017-03-29 12:33  加入黑名单

      对比参数三星比台积电好,那为何,6时代的soc台积电的U比三星制程好?

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      16#

    • 游客 2017-03-29 12:31

      台积电有个大佬说过他们的16纳米级按照intel的说法是20纳米系列。但是三星上来吹14nm,台积电才说16nm。

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      15#

    • 游客 2017-03-29 11:35

      工艺制程说到底受限于加工设备的能力,加工设备的能力又受限于物理、材料等等多个学科的发展,可预期的瓶颈终出现,估计到时候云计算和量子计算机会大显身手了吧

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      13#

    • 游客一代宗师 2017-03-29 11:29  加入黑名单

      所以zen不超频是真省电咯

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      12#

    • 游客 2017-03-29 11:28

      既视感先生 博士

      2016年看过一篇相关的科技报道。大概内容就是,台积电和三星是按照自己的标准来划分、确定工艺,更多的是一种商业噱头。文章中也提到,目前台积电和三星在半导体技术上,至少和intel有两代以上的差距,它们所谓的10nm工艺技术,甚至都没有intel的14nm工艺先进。
      其实,我个人感觉,intel作为半导体行业的领跑者,其技术含量是不言而喻的。然而在14nm工艺上一直裹足不前,究其原因,排除市场原因(AMD不给力),我想更多的是受到技术阻碍。这种技术阻碍困扰intel长达4年之久,是其它公司轻松就可逾越的?!
      2017-03-29 11:11 已有1次举报
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    • 哇,文章当中 好多 细节你都不看的嘛。。。
      最多 差半代。。。哪来的 差两代?

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      11#

    • 游客 2017-03-29 11:27

      关键是线宽这个数值太容易获取了,一个芯片的spec只要超过三项,就必然提及这个数字,而intel你倡导的这个值起码要自己先放在处理器的spec里吧?大家都只告诉消费者线宽的行为不就是intel带起来的吗

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      10#

    • 游客 2017-03-29 11:27

      既视感先生 博士

      2016年看过一篇相关的科技报道。大概内容就是,台积电和三星是按照自己的标准来划分、确定工艺,更多的是一种商业噱头。文章中也提到,目前台积电和三星在半导体技术上,至少和intel有两代以上的差距,它们所谓的10nm工艺技术,甚至都没有intel的14nm工艺先进。
      其实,我个人感觉,intel作为半导体行业的领跑者,其技术含量是不言而喻的。然而在14nm工艺上一直裹足不前,究其原因,排除市场原因(AMD不给力),我想更多的是受到技术阻碍。这种技术阻碍困扰intel长达4年之久,是其它公司轻松就可逾越的?!
      2017-03-29 11:11 已有1次举报
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    • 当时三星先提出自己是14纳米 然后台积电还要点脸说自己是16~当时英特尔还是22

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      9#

    • 游客 2017-03-29 11:25

      游客

      难怪R7都超不高,感觉有堵墙。
      2017-03-29 11:08
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    • 这也体现了锐龙架构还是很优秀的 在制程落后英特尔的情况下大幅减少性能差距 期待2代和3代能持续更新工艺优化架构

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      8#

    • 既视感先生博士 2017-03-29 11:11  加入黑名单

      2016年看过一篇相关的科技报道。大概内容就是,台积电和三星是按照自己的标准来划分、确定工艺,更多的是一种商业噱头。文章中也提到,目前台积电和三星在半导体技术上,至少和intel有两代以上的差距,它们所谓的10nm工艺技术,甚至都没有intel的14nm工艺先进。
      其实,我个人感觉,intel作为半导体行业的领跑者,其技术含量是不言而喻的。然而在14nm工艺上一直裹足不前,究其原因,排除市场原因(AMD不给力),我想更多的是受到技术阻碍。这种技术阻碍困扰intel长达4年之久,是其它公司轻松就可逾越的?!

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      7#

    • 游客 2017-03-29 11:11

      TSMC和三星很快就会踢到铁板了,毕竟瓶颈在于ASML

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      6#

    • 游客 2017-03-29 11:08

      难怪R7都超不高,感觉有堵墙。

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      5#

    • 游客 2017-03-29 10:56

      游客

      所以ZEN超不动就是这个原因了?
      2017-03-29 10:51
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    • 不是,主要原因是三星LPP工艺是专门为移动设备研发的工艺
      高频率漏电率高
      1800X默频3.6已经很不容易了

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      4#

    • shathenine大学生 2017-03-29 10:56  加入黑名单

      窃书不是偷

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      3#

    • 游客 2017-03-29 10:54

      Mark Bohr:兄弟们,我正在狠批对手,你们能不能给力点别打自家兄弟脸?

      牙膏厂宣传部:收到。那个谁,7350K的宣传先缓一缓;7代8代酷睿的15%性能提升暂时改为5%,那个10%核显性能别加进去了;闪腾的1000倍提升先改为10倍提升;半导体技术领先对手三四年的宣传也暂缓。手足们暂时放一下假,没咱们什么事了

      支持(3)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

      2#

    • 游客 2017-03-29 10:51

      所以ZEN超不动就是这个原因了?

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      1#

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