芯片制造商所標(biāo)注的芯片制程數(shù)字,可能并不代表真實(shí)的制程工藝迭代,它可能只是一種產(chǎn)品命名策略。

在購(gòu)買(mǎi)新款電腦或新款智能手機(jī)時(shí),我們一般都會(huì)了解產(chǎn)品的硬件配置,其中處理器是關(guān)注的重點(diǎn),而我們對(duì)處理器更新?lián)Q代的基本判斷,除了芯片設(shè)計(jì)廠商的產(chǎn)品體系命名外,芯片制程工藝也是一項(xiàng)基本的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

芯片設(shè)計(jì)廠商為了讓用戶(hù)知道自己推出的是新產(chǎn)品,通常的做法是采用新的產(chǎn)品命名方式,以高通為例,旗艦級(jí)的驍龍855、驍龍865和驍龍888,中高端的驍龍765G和驍龍778G,首字母8和7代表產(chǎn)品定位,后面兩位數(shù)字的遞進(jìn)代表新款或改進(jìn)款。讓用戶(hù)第一時(shí)間感知到產(chǎn)品的變化,從而促進(jìn)新品銷(xiāo)量。

在芯片制程方面也是類(lèi)似的情況,每一代芯片制程工藝的突破,一般會(huì)直接以制程工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)行命名,也方便用戶(hù)直接判斷芯片制程情況。而不同廠商間的制程工藝命名方式可能并不一樣,即使是制程工藝命名一樣,芯片晶體管數(shù)也可能并不相近。

最近,英特爾公布最新的制程工藝路線圖,使用新的制程節(jié)點(diǎn)命名體系,拋棄原來(lái)的制程節(jié)點(diǎn)命名方式,之前的10nm Enhanced SuperFin工藝改稱(chēng)Intel 7,原來(lái)的7納米工藝改成Intel 4,之后的Intel 3大幅度改進(jìn)功率和面積,2024年的Intel 20A應(yīng)用RibbonFET晶體管架構(gòu),開(kāi)啟半導(dǎo)體的埃米時(shí)代(需要注意,埃米的符號(hào)為?,而不是Intel 20A所用的英文字母A,1納米等于10埃米)。

從某種程度上理解,英特爾此次新制程命名體系,算是跟上了臺(tái)積電和三星的步伐,那英特爾制程改名是何用意?在相同的命名方式下,英特爾、臺(tái)積電和三星間的芯片制程水平又有何差異?

英特爾芯片制程改名原由

英特爾的新制程命名很有意思,并沒(méi)有直接在產(chǎn)品名字后面標(biāo)注制程單位,而是直接以數(shù)字結(jié)尾,很容易讓人產(chǎn)生聯(lián)想,直接將Intel 7聯(lián)想成英特爾的7納米工藝。

英特爾的做法很巧妙,以Intel 7為例,并不直接挑明它是哪一代制程工藝,Intel 7可看成一項(xiàng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的代號(hào),基于FinFET晶體管優(yōu)化,相較于10納米SuperFin工藝每瓦性能提升10%-15%。這么做一方面容易讓普通消費(fèi)者產(chǎn)生聯(lián)想,有利于產(chǎn)品宣傳,另一方面是有意引導(dǎo)關(guān)注半導(dǎo)體行業(yè)的人群,讓他們不再只是關(guān)注所謂“制程數(shù)字的提升”,轉(zhuǎn)向關(guān)注芯片的性能和技術(shù)領(lǐng)域,有意弱化納米單位標(biāo)識(shí)。

英特爾之所以這么做,是不想再像之前一樣,因?yàn)橹瞥堂绞浇o消費(fèi)者帶來(lái)一種“低人一等”的產(chǎn)品印象,不利于產(chǎn)品宣傳。英特爾CEO帕特?基辛格表示:“英特爾的最新命名體系,是基于我們客戶(hù)看重的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)提出的,即性能、功耗和面積”,這段話強(qiáng)調(diào)了技術(shù)參數(shù)指標(biāo),但“客戶(hù)看重”幾個(gè)字也表明英特爾的客戶(hù)同樣不希望在芯片制程命名方面吃虧,另外英特爾自己又不想和三星、臺(tái)積電一樣直接以納米單位來(lái)命名,故而弄出了Intel 7這樣的特殊命名方式。

熟悉英特爾制程的朋友會(huì)知道,相對(duì)于其它芯片制造商,英特爾在制程工藝命名上相對(duì)“嚴(yán)謹(jǐn)”一些,哪怕是在14納米節(jié)點(diǎn)上磕了好幾代,寧可用14nm++這樣的方式命名,也不會(huì)輕易更改制程數(shù)字。估計(jì)英特爾是在產(chǎn)品宣傳上吃虧吃怕了,換了個(gè)思路對(duì)抗三星和臺(tái)積電,這里也有必要提一提芯片制程里的數(shù)字游戲。

芯片制程的數(shù)字游戲

按照摩爾定律的說(shuō)法,集成電路上可容納晶體管的數(shù)量大約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍。換而言之,伴隨著制程工藝的進(jìn)步,芯片每單位能容納的晶體管數(shù)量會(huì)越來(lái)越多,使芯片性能越強(qiáng)的同時(shí)功耗也越低。隨著制程工藝的不斷推進(jìn),越往下推越艱難,所需要的時(shí)間也越來(lái)越久,為了產(chǎn)品宣傳和市場(chǎng)拓展,芯片制造商所標(biāo)注的芯片制程名稱(chēng)可能只是一個(gè)數(shù)字,并不完全代表真實(shí)的芯片制造工藝水平。

時(shí)任高通公司首席技術(shù)官M(fèi)att Grob表示:“蘋(píng)果A10處理器所用的16納米工藝,是臺(tái)積電量產(chǎn)的最尖端工藝(當(dāng)時(shí)),僅相當(dāng)于英特爾的20納米工藝”。英特爾也曾經(jīng)就表示過(guò),自己的14納米可以對(duì)標(biāo)臺(tái)積電的10納米工藝。在20納米制程工藝之后,芯片制造商開(kāi)始對(duì)制程工藝數(shù)字進(jìn)行不同程度的“美化”,更先進(jìn)的制程數(shù)字不一定代表更高的性能,同一制程數(shù)字的不同芯片,在內(nèi)在指標(biāo)上也可以差異明顯。

為了更好的對(duì)比不同廠商間的芯片制程工藝,我們可以拋開(kāi)表面的芯片命名方式,用芯片晶體管密度數(shù)據(jù)來(lái)一探究竟。

從TechCenturio整理的行業(yè)數(shù)據(jù)能夠看出,同樣是在14納米制程節(jié)點(diǎn),英特爾的晶體管密度為43．5,而三星為32．5,英特爾和三星都宣稱(chēng)自己是14納米工藝,但在晶體管密度上二者差異明顯。

在10納米上,英特爾的晶體管密度達(dá)到100．8(即每平方毫米1．008億晶體管),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越臺(tái)積電和三星的晶體管密度。臺(tái)積電在推出7納米工藝時(shí)(晶體管密度96．5)才接近英特爾10納米的晶體管密度,之后臺(tái)積電在7納米改進(jìn)版(7nm+)工藝上引入EUV光刻機(jī),憑借115．8的晶體管密度實(shí)現(xiàn)對(duì)英特爾10納米的最終反超。

“美化”過(guò)后的制程工藝數(shù)字,我們很難僅憑表面的制程工藝數(shù)字來(lái)判定它們的真實(shí)水平,若將它們放回自己的產(chǎn)品發(fā)展體系中進(jìn)行縱向?qū)Ρ?如臺(tái)積電16納米、10納米和7納米工藝,的確又能看到制程迭代的進(jìn)步,只不過(guò)拿其它廠商的制程工藝進(jìn)行橫向比較時(shí),才能發(fā)現(xiàn)其中的端倪。

芯片制造商們之所以一個(gè)接一個(gè)的玩“數(shù)字游戲”,主要是希望在制程工藝命名上跟上友商,在產(chǎn)品宣發(fā)和銷(xiāo)售時(shí)不至于陷入被動(dòng)的局面,讓采購(gòu)芯片的廠商更好的宣傳,讓消費(fèi)者體驗(yàn)到芯片制程換新的感覺(jué)。

廠商們的這一招不可謂不高,對(duì)于換新速度越來(lái)越快的智能手機(jī)來(lái)說(shuō),如何讓消費(fèi)者感受到這是一款新產(chǎn)品顯得十分重要。英特爾未來(lái)還要給高通代工芯片,現(xiàn)在先期布局制程工藝命名方式,培育消費(fèi)者的認(rèn)知理念,既有利于后期為代工高通,也有利于自己的產(chǎn)品宣發(fā)。

結(jié)語(yǔ)

高端芯片制造是當(dāng)前準(zhǔn)入門(mén)檻最高的行業(yè)之一,目前能夠達(dá)到10納米技術(shù)水平的廠商并不多,僅有英特爾、臺(tái)積電和三星,許多原來(lái)的芯片制造商,有的卡在某個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)上無(wú)法突破而選擇放棄,有的專(zhuān)注于自己的領(lǐng)域沒(méi)有繼續(xù)突破,而有的因?yàn)橐恍┎环€(wěn)定因素沒(méi)辦法獲取關(guān)鍵資源或配件,還在積極尋找突破的方法。

回到問(wèn)題的核心,我們真的都喜歡“美化”的芯片制程數(shù)字嗎?作為普通消費(fèi)者,我們的確希望看到更多新東西,但當(dāng)我們拿到具體的產(chǎn)品時(shí),可能伴隨著希望的破滅,應(yīng)用上新制程工藝后的芯片,最終沒(méi)有發(fā)揮出我們所期待的水平,這些就是“美化”過(guò)后的現(xiàn)實(shí)。對(duì)于整個(gè)芯片制造行業(yè)而言,過(guò)度的芯片命名游戲,不利于廠商間的良性競(jìng)爭(zhēng),最終受害的是芯片制造商、芯片采購(gòu)商和廣大消費(fèi)者。