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架構(gòu)、制程雙重挑戰(zhàn),,Intel遇中年危機(jī)?

2017-01-17
關(guān)鍵詞: 英特爾 處理器 制程

2009年至今,,ARM處理器制程從45nm躍進(jìn)至10nm,,加之架構(gòu)迅速迭代,,性能提升了100倍——iPad Pro自詡超越80%的便攜PC,Mali-G71揚(yáng)言媲美中端筆記本獨(dú)顯,。

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那么Intel似乎有些不妙

對(duì)于PC而言,,這就很尷尬了,尤其是IC設(shè)計(jì),、晶圓制造兩頭包辦的巨人——Intel,。微軟、高通急不可耐地聯(lián)姻Win10和驍龍835,,這叫Intel老臉往哪擱,。

不過(guò)這個(gè)大黑鍋,,好像要自己背。原來(lái)“工藝年-架構(gòu)年”的鐘擺式升級(jí),,變成了“Tick-Tock-優(yōu)化”三年一循環(huán),。那么Intel是不是處于架構(gòu)、制程的雙重危機(jī)呢,?

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第一個(gè)問(wèn)題,,在處理器性能上,ARM架構(gòu)擊敗x86架構(gòu)了嗎,?答案是并沒(méi)有,,畢竟兩者的功耗和散熱設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不能相提并論,且前者運(yùn)行Win10還需要模擬器,,存在效率轉(zhuǎn)換問(wèn)題,。

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第二個(gè)問(wèn)題,在芯片制程工藝上,,ARM陣營(yíng)在超越Intel了嗎,?三星和臺(tái)積電將在2017年初商用量產(chǎn)10納米工藝節(jié)點(diǎn),Intel商用則要落后一步至2017年底 ,??此撇幻睿皇菃??

如出一轍的FinFET工藝

在傳統(tǒng)的平面MOSFET結(jié)構(gòu)中,,硅基底(Sub)頂部與氧化層(Field Ox.)齊平,相接于柵極(Gate)的底面,。電流方向從Source流向Drain,,由柵極控制電路接通與斷開(kāi)。所以一般用柵極(Lg)衡量芯片制程工藝,,這一特征尺寸當(dāng)然是越小越好,。

注意特征尺寸只代表最小的工藝水平,也叫做最小線(xiàn)寬,,只用在最關(guān)鍵的部位上。當(dāng)柵極長(zhǎng)度逼近20納米大關(guān)時(shí),,對(duì)電流控制能力急劇下降,,漏電率相應(yīng)提高。

這時(shí)候需要用到FinFET技術(shù)(鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管),,將電路通道升高為鯊魚(yú)鰭形狀,,三面與柵極接觸,

降低漏電和動(dòng)態(tài)功率損耗,,改善功耗和發(fā)熱,。

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三星、臺(tái)積電采用10納米FinFET工藝節(jié)點(diǎn),Intel則稱(chēng)作三柵極(Tri-Gate)3D晶體管設(shè)計(jì),,本質(zhì)技術(shù)沒(méi)有什么差異,。不過(guò)Intel實(shí)踐得早一些,22納米就用上了FinFET,。

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半導(dǎo)體工藝的“魔術(shù)數(shù)字”

根據(jù)以上的介紹可以知道,,工藝節(jié)點(diǎn)只是最小線(xiàn)寬,無(wú)法作為單一參數(shù)衡量半導(dǎo)體集成度,。我們還需要比較柵極,、鰭的間距,以此衡量晶體密度,。

14納米FinFET工藝下,,三星柵極、鰭的間距為84/78納米,、78納米,,大于Intel的70納米、64納米,;10FinFET納米工藝下,,三星柵極間距為64納米,大于Intel的54納米,。

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Intel雖然工藝制程聽(tīng)起來(lái)一般,,但具有令人驚訝的密度優(yōu)勢(shì)。臺(tái)積電,、三星的工藝數(shù)字都經(jīng)過(guò)不同程度的“美化”,,甚至傳言聯(lián)發(fā)科內(nèi)部有一套換算方式:臺(tái)積電的16納米等于英特爾的20納米,這里不做考證了,。

根據(jù)一份泄露的三星半導(dǎo)體路線(xiàn)規(guī)劃,,10納米FinFET共有3代,其中10LPE,、10LPP的性能相比14LPP進(jìn)步10%,、20%。三星對(duì)外宣稱(chēng)的27%性能提升可能是最終的10LPU,。Intel的10納米工藝迭代更新三次,,但柵極

間距、晶體管密度要好過(guò)三星和臺(tái)積電,。

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不過(guò)Intel時(shí)間上落后半年,,喜憂(yōu)參半。因?yàn)?0納米對(duì)于任何一家都是全新嘗試,,不僅僅涉及CPU 體質(zhì)問(wèn)題,,直接影響到良率,,三星和臺(tái)積電趕工面臨的問(wèn)題可能要更加嚴(yán)峻。

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來(lái)自Intel的反擊

在IDF2016(Intel Developer Forum)上,,Intel宣布與ARM達(dá)成了新的授權(quán)協(xié)議,,未來(lái)將可能代工ARM架構(gòu)芯片,無(wú)疑對(duì)三星和臺(tái)積電的業(yè)務(wù)造成潛在的沖擊,。

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同樣是10納米制程,,遲到的Intel確實(shí)更厲害些。不過(guò)遲到畢竟是遲到,,曾經(jīng)Intel巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)正被三星和臺(tái)積電慢慢趕上,,牙膏廠也要加把勁了。

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