三星和台積電偷笑:就算Intel技術牛又奈我何?
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過去幾年時間裡,英特爾雖然在桌面領域仍過著「無敵是多麼空虛」的日子,但是圍繞其晶片製造技術的話題討論越來越多了,特別是與很多開始被人熟知的晶片製造廠商相比,比如台灣的晶片製造商台積電。
很多話題討論的開始,均是基於每一次非英特爾晶片製造商對製造工藝的升級。
最初,台積電和三星明確表示,將以最快的速度從「20納米」過渡的「14/16納米」,而且將會重點發展稱之為「FinFET」的電晶體結構器件,重點宣傳新工藝相比傳統而言晶片面積將得到大幅縮減,適配每一代工藝製程。
另一方面,當時英特爾也正處於22納米工藝技術到14納米的過渡中,並且英特爾也掌握了第二代FinFET(Tri-Gate)器件技術。
不過,英特爾的動作太慢了,導致三星和台積電各自挑釁稱,其16和14納米已經領先英特爾,而英特爾仍無法完全脫離22納米的工藝製程,並且還有事實證明,台積電的20納米工藝的電晶體密度比英特爾的22納米更高。
英特爾從22納米過渡到14納米的時間實在過漫長,這點不假,而且英特爾也意識到了,在工藝製程技術同步發展的過程中,電晶體密度的競爭相當重要。
事實上,面對民間乃至業界廣為談論的誤導性話題,英特爾並沒有刻意的做任何回應,但當英特爾正式公布自家14納米技術時,才真正確定了不可動搖的領先地位。
下圖為英特爾官方提供的邏輯面積比例圖:
從這個英特爾的圖來看,英特爾承認自家的32納米不如28納米工藝,主要是指柵極與柵極之間的間距前者不如後者。
再到22納米與20納米工藝的對比,結果亦是如此。
不過,確實只有在14納米和16納米工藝節點,才超過了其餘競爭對手,確立起領先的地位。
所以,三星和台積電所說的都是事實,這兩大越來越出色的晶片代工廠在20納米製程時代確是領先於英特爾22納米。
但不可否認英特爾新一代14納米更為出色,至少電晶體密度的優勢上超過了其他對手的14/16納米工藝節點。
工藝是一回事,那電晶體的實際性能呢?
多年以來,英特爾從未放棄過任何吹噓自己的晶片技術,只是在台積電和三星上位之後收斂了很多。
而且,難能可貴的是英特爾竟然沒有過度宣傳自家的第二代FinFET工藝,畢竟其餘競爭對手在其14納米問世時,均處於第一代FinFET工藝水平。
簡單的說,英特爾14納米正式問世之初,從電晶體性能的角度來看,整整領先了競爭對手一代。
在很多對晶片深度評測的機構報告中,尤其是權威站點ChipWorks,我們可以看到英特爾14納米電晶體所有性能指標均領先於其他競爭對手。
更重要的是,ChipWorks通過先進的透射電子顯微鏡觀察分析發現,英特爾14納米晶片的電晶體鰭片間距做得最為緊密,堪稱這個星球上迄今最先進的半導體工藝,全面領先代工廠的14/16納米。
英特爾22納米和14納米電晶體鰭片細節對比:
所以,質疑英特爾在電晶體性能優勢競爭中落後的人都該閉嘴了。
為什麼,將下面三星的14納米FinFET工藝電晶體細節與上面英特爾的對比就能明白。
在22納米時代,英特爾的電晶體鰭片的確不夠出色,但14納米鰭片看起來已近乎「垂直」,使得了鰭片更高、更薄,更易於提高電晶體的驅動電流和性能。
而三星的14納米FinFET工藝電晶體細節,請注意看,很顯然更像是2011年英特爾22納米工藝時代的水平,宣稱超越難免有點大嘴了,畢竟無論如何還是基於第一代FinFET工藝打造。
三星14納米FinFET電晶體細節圖:
當然了,性能突飛猛進不太現實,而且英特爾考慮到了移動領域和其他應用的競爭,畢竟在這些領域不需要非常高的CPU頻率。
但說到頻率,英特爾的14nm駕馭大於4GHz不會存在任何技術障礙,而代工廠的14/ 16納米當前仍然相當困難。
代工廠一直在進步
不可否認,在晶片製造業,各大代工廠尤其是三星和台積電的進步非常之大,並且正在加快步伐縮減與英特爾的技術差距,儘管英特爾長期處於領先,但當前十分需要將差距拉開更大。
我們不清楚英特爾是否是缺乏競爭壓力,但在移動領域,三星14納米FinFET、台積電16納米FinFET兩大工藝的競爭可謂空前慘烈,從合夥代工蘋果A9,到爭搶各路訂單,殺得好不熱鬧。
更重要的是,兩大代工廠已經做好了部署全新工藝製程的準備,不止是第二版,還包括第三版。
例如說,台積電第一代是標準的16納米FinFET工藝,之後推出的第二代FinFET Plus(FF+)增強版已經部署。
至於下一代FinFET Compact(FFC)也已經完成了設計研發,並確定本季度就可以投入量產,提前了大半年。
三星方面,其第一代14納米是Low Power Eatly(LPE),現在第二代Low Power Plus(LPP)已經開始量產,重點產品為Snapdragon 820和Exynos 8890。
三星高管聲稱,衍生於第二代的下一版14納米也將很快推出。
更長遠的計劃上,無論是三星和台積電都已經開始朝著10納米的目標邁進。
台積電錶示,10納米今年即可試產,正式批量生產等到2016年年底,或者是2017年的第一季度。
至於三星也提供了大概相同的線路圖,堅稱2016年年底10納米就可量產,2017年一定會出現在手機和平板電腦上。
反觀英特爾,不僅桌面處理器「Tick-Tock」策略在兩年前已經被打破,而且第一款基於10納米工藝的產品按計劃要等至2017年下半年才能推出。
除非英特爾改革研發模式,否則今年年底將喪失工藝領先的地位。
作為半導體晶片領域的巨頭,英特爾長期自信滿滿,但在當前競爭環境中,還真的得加把勁了。
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