這些年，英特爾、三星、臺積電在制程上的恩恩怨怨

　　當有新處理器發(fā)布時，制造商都會大肆渲染自家產(chǎn)品的厲害之處。其中制程工藝是除了性能之外他們最注重的，比如更先進制程、更小的納米等等。目前處理器主要分PC領(lǐng)域的x86架構(gòu)以及移動數(shù)碼領(lǐng)域的ARM架構(gòu)。但是它們都有一個共同點，那就是注重制程工藝。我們以往介紹處理器的時候，一般都是一筆帶過。今天我們就詳細介紹下制程工藝以及各個半導體巨頭的研發(fā)實力。

　　●關(guān)于制程工藝，你想知道的

　　目前制程已經(jīng)發(fā)展到nm(納米)級別

　　我們知道談一個CPU的制程工藝都用一個量化單位來形容或者對比。比如Skylake的CPU采用了14nm制程工藝、曾經(jīng)引起巨大爭議的蘋果A9 CPU就采用了兩種代工廠，一種是三星代工的14nm制程、另一種是臺積電16nm制程。

　　制程是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離

　　可見，制程的單位是納米(以前曾用過微米)，我們天天說這個距離單位，但是這個距離單位的含義是什么呢?那就是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。處理器內(nèi)的微型電子元件(包括晶體管、電容器、電阻器等)躺在方形網(wǎng)格中充當著打開、關(guān)閉按鈕。電子元件之間的距離就是用納米來計算。我們都知道，一納米等于十億分之一米。電子元件彼此之間的距離越小，我們在芯片中放置的東西就越多。同時同樣晶體管數(shù)目的DIE面積會降低。

　　所以，我們看到Geforce GTX 680雖然晶體管數(shù)目比GTX 580多，但是芯片面積卻只有后者的一半多一點，這就是從40nm制程工藝大幅度進化到28nm的好處。

　　制程進化的好處：晶體管更多，核心面積更小

　　同時，制程工藝的進步也帶來了理論上功耗的降低。相信大家都在問為什么了，那是因為提升制程，可縮小微處理器電子元件距離。將導致不同晶體管終端電流容量降低，這樣就會提升他們的交換頻率。每個晶體管在切換電子信號時，其所消耗的動態(tài)功耗直接與電流容量相關(guān)。所以，制程工藝提升(距離變短)了，同一頻率下需求的電流容量降低，耗時也降低，這樣晶體管就變得運行速度快、且能耗小。

　　臭名昭著的Intel 90nm制程

　　當然了，我們加了一個理論上的修飾詞，因為只有在同等架構(gòu)條件下才有這個區(qū)分。比如臭名昭著的Intel 90nm制程讓Prescott架構(gòu)處理器被貼上火爐的標簽，相比130nm工藝不進則退。原因大家都知道了，就是Intel的優(yōu)化不足，導致了電壓在四方形中發(fā)生泄漏，比起平時花了更多的電壓來激活通電，于是導致了功耗以及熱量的提升。

　　按照這套乘法，晶體管單價會隨著制程進化而降低，并且降價幅度越大

　　我們知道，芯片業(yè)界有一則著名的理論，那就是摩爾定律。與其說它與半導體技術(shù)息息相關(guān)，不如說它是一則經(jīng)濟理論。半導體巨頭們?yōu)楹芜@么喜歡研發(fā)更先進制程?微型電子元件越小，你在晶片所放置的元件就越多。如果你掌握了比同行更加先進的制程，那么在同一面積的晶圓中你就能切割更多數(shù)目更小體積的芯片。所以，芯片越小，大成本會越低。盡管更小工藝尺寸需要更多昂貴設(shè)備，但這些投資成本會被每個晶片成本所抵消。

　　說完了一大堆理論，大家明白了制程工藝了嗎?下面，我們就簡單介紹下各個半導體巨頭關(guān)于制程工藝的研發(fā)實力。