龍頭不易做 英特爾代工業(yè)務(wù)與黑科技齊上陣

　　英特爾瞄準(zhǔn)人工智能已是顯而易見的事情了，畢竟錯過移動市場加上PC市場日漸不給力，找尋有活力、有潛力的新興市場實屬情理之中的事情。但作為半導(dǎo)體IDM巨頭，英特爾也沒有落下制程工藝推進的事業(yè)，雖然目前看起來臺積電、三星的制程更為領(lǐng)先，已經(jīng)可以量產(chǎn)10nm，但別忘了去年夏天曾爆出過的半導(dǎo)體制造巨頭間的制程并不對等這一情況。

　　英特爾制程更先進?

　　說到制程就不得不提納米(nm)，那么什么是納米呢?這是一個單位，也就是1米的十億分之一。用一個指甲來作比喻的話，那就是說試著把一片指甲的側(cè)面切成10萬條線，每條線就約等同于1納米，由此可略為想像得到1納米是何等的微小了。

　　就拿14nm制程來說，這里所指14nm的，是指在芯片中，線最小可以做到14納米的尺寸，下圖為傳統(tǒng)電晶體的長相，以此作為例子。縮小電晶體的最主要目的就是為了要減少耗電量，然而要縮小哪個部分才能達(dá)到這個目的?左下圖中的L就是我們期望縮小的部分。藉由縮小閘極長度，電流可以用更短的路徑從Drain端到Source端。

　　英特爾14nm工藝與臺積電、三星同代工藝比較

　　但實際上線寬定義半導(dǎo)體工藝先進程度并不準(zhǔn)確，更有意義的是柵極距(gate pitch)、鰭片間距(Fin Pitc)等，英特爾早前就對比過他們與臺積電、三星的16、14nm工藝，如上圖所示，英特爾的14nm工藝在這些關(guān)鍵指標(biāo)上要比三星、臺積電好得多，這兩家的工藝其實有些名不副實，落后Intel差不多半代水平。

　　三星、臺積電在半導(dǎo)體工藝命名上贏過了英特爾，這實際上是商業(yè)宣傳的勝利，技術(shù)上超越英特爾還有點名不正言不順，對這個問題業(yè)界早前就有過爭議了，不過這事有沒有什么強制性約束，如何命名更多地是廠商自己的事，大家也只能聽之任之了。

　　在這樣的背景下，英特爾昨天發(fā)了一條很有意思的文章：讓我們清理半導(dǎo)體工藝命名的混亂吧。文章的作者是Mark Bohr，英特爾高級院士，也是處理器架構(gòu)與集成部門的主管，可以說是資深的業(yè)界專家了，他在這篇文章中就指出了業(yè)界在半導(dǎo)體工藝命名上的混亂之態(tài)。

　　當(dāng)然，他的重點不是批評現(xiàn)狀，而是給出了一個更合理的衡量半導(dǎo)體工藝水平的公式，如下圖所示：

　　英特爾給出的衡量半導(dǎo)體工藝先進程度的公式

　　這個公式挺復(fù)雜的，Bohr院士指出衡量半導(dǎo)體工藝真正需要的是晶體管密度，這個公式分為兩部分，一部分計算2bit NAND(4個晶體管)的密度，另一部分更為復(fù)雜，計算的是SFF(scan flip flop)的晶體管密度，0.6和0.4兩個數(shù)字是這兩部分的加權(quán)系數(shù)。

　　Bohr院士希望半導(dǎo)體廠商在介紹工藝節(jié)點時也應(yīng)該公布邏輯芯片的晶體管密度，而且還有一個重要的參數(shù)：SRAM cell單元面積，考慮到每家廠商的工藝都不同，在NAND+SFF密度之外最好還要獨立公布SRAM面積。