Intel憑何獨(dú)步天下!

Intel曾經(jīng)自己高調(diào)宣揚(yáng)過，整個(gè)世界也都承認(rèn)，無與倫比的先進(jìn)制造工藝是這家芯片巨頭永遠(yuǎn)令人眼紅的優(yōu)勢(shì)。14nm工藝雖然從年初拖到了年底，但到時(shí)候仍然是這個(gè)地球上最先進(jìn)的。其他半導(dǎo)體企業(yè)紛紛減緩腳步或者合縱連橫的同時(shí)，Intel仍在堅(jiān)持獨(dú)行，仍在引領(lǐng)世界。

隨著Broadwell-Y Core M系列初步揭開面紗，Intel也公布了14nm工藝的大量相關(guān)資料，介紹了它的發(fā)展情況和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
簡單地說：
1、Intel 14nm工藝已經(jīng)通過各項(xiàng)驗(yàn)證，并在美國俄勒岡、亞利桑那工廠投入了量產(chǎn)，明年還會(huì)加入愛爾蘭工廠。
2、它使用了第二代Tri-Gate(FinFET)立體晶體管技術(shù)，擁有業(yè)界領(lǐng)先的晶體管性能、功耗、密度和成本。
3、Broadwell家族將首先采用14nm工藝制造，其后陸續(xù)擴(kuò)展到Intel各條處理器產(chǎn)品線。
4、Intel 14nm不但自己用，還會(huì)為很多客戶代工大量產(chǎn)品，從高性能到低功耗均可(已拿下Altera、松下)。

事實(shí)上，14nm也是迄今為止Intel面臨的最艱難的挑戰(zhàn)，Intel對(duì)此也是很坦誠，并沒有遮遮掩掩。根據(jù)官方數(shù)據(jù)，14nm工藝良品率初期低得要命，直到今年第二季度末才達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)2015年第一季度才能追上22nm的水平，后者迄今仍是Intel良品率最高的工藝。

也只有到了2015年上半年，14nm的良品率、產(chǎn)能兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)才能都滿足多條產(chǎn)品線的需求。這也正是Broadwell為什么首發(fā)只有一個(gè)超低壓版的Core M系列，更多產(chǎn)品明年才會(huì)發(fā)布的根本原因。

下邊繼續(xù)跟隨Intel的幻燈片，一起看看14nm工藝的神氣，尤其是和現(xiàn)有的22nm好好對(duì)比對(duì)比。

22nm上率先引入了Tri-Gate三柵極立體晶體管技術(shù)，堪稱半導(dǎo)體歷史上的一次革命。雖然帶來了晶體管密度等方面的一些問題，導(dǎo)致核心面積過小、發(fā)熱密度升高，但仍然是大勢(shì)所趨，其他廠商紛紛引入，不過在名字上都叫做FinFET，異曲同工。

晶體管鰭片是最能反應(yīng)該技術(shù)進(jìn)步的地方。鰭片高度從34nm增至42nm(進(jìn)步比例24％)，更高更薄可以改善驅(qū)動(dòng)電流、性能；間距從60nm縮小到42nm(進(jìn)步比例30％)，可以提高集成密度；整體所需鰭片數(shù)量減少，可以改進(jìn)集成密度、降低電容。

另外，晶體管柵極間距、互聯(lián)間距也分別縮小到了70nm、52nm，進(jìn)步比例為22％、35％。

鰭片外圍覆蓋著的(黃色)就是金屬柵極。層連最小間距也從80nm來到了52nm(進(jìn)步比例35％)。

SRAM存儲(chǔ)單元的面積，上代是0.108平方微米，現(xiàn)在僅為0.0588平方微米，進(jìn)步比例達(dá)46％，幾乎縮小了一半。
晶體管開關(guān)速度(關(guān)乎性能)也在繼續(xù)穩(wěn)步提升，漏電率則在繼續(xù)穩(wěn)步下降，而且能適用于從服務(wù)器到桌面到筆記本再到移動(dòng)計(jì)算各類設(shè)備。

至少按照Intel宣稱的，每代工藝都在幾乎線性地穩(wěn)定提高性能、降低功耗，而最大的受益點(diǎn)是能效(能耗比)，每一代都能提高大約60％，而且無論服務(wù)器、桌面、筆記本都是如此。

14nm更牛逼，能耗比是22nm的兩倍甚至更多，超越了以往，而這正是之前所說各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)步的結(jié)果。Intel聲稱，14nm的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都超出了預(yù)期正常水平。

下邊開始對(duì)比其他廠商了，主要指標(biāo)是邏輯面積，也就是柵極間距、金屬間距的乘積。Intel宣稱，該面積每一代都能縮小到上一代的大約53％。

歷史上，其他廠商在這一點(diǎn)上做得比Intel更好一些，但是量產(chǎn)速度一直落后與Intel。
而到了16/14nm環(huán)節(jié)上，其他廠商忙于開發(fā)FinFET，沒有功夫繼續(xù)縮小邏輯面積，Intel趁機(jī)憑借第二代實(shí)現(xiàn)反超，而且投產(chǎn)時(shí)間繼續(xù)領(lǐng)先。

Intel工藝晶體管密度、單位面積成本、單位晶體管成本的歷史進(jìn)步趨勢(shì)，14nm在晶體管密度上尤為突出，超越了以往的固定節(jié)奏。
最后看看實(shí)際成果：Broadwell-Y處理器的內(nèi)核面積、基板面積都比Haswell U-Y系列小得多，尤其是基板封裝面積小了足足64％?？上В瑫r(shí)整合的芯片組沒有更新工藝，顯得更龐大了。