Intel憑何獨步天下!

Intel曾經(jīng)自己高調宣揚過(guò)，整個(gè)世界也都承認，無(wú)與倫比的先進(jìn)制造工藝是這家芯片巨頭永遠令人眼紅的優(yōu)勢。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。其他半導體企業(yè)紛紛減緩腳步或者合縱連橫的同時(shí)，Intel仍在堅持獨行，仍在引領(lǐng)世界。

隨著(zhù)Broadwell-Y Core M系列初步揭開(kāi)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。
簡(jiǎn)單地說(shuō)：
1、Intel 14nm工藝已經(jīng)通過(guò)各項驗證，并在美國俄勒岡、亞利桑那工廠(chǎng)投入了量產(chǎn)，明年還會(huì )加入愛(ài)爾蘭工廠(chǎng)。
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，其后陸續擴展到Intel各條處理器產(chǎn)品線(xiàn)。
4、Intel 14nm不但自己用，還會(huì )為很多客戶(hù)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，Intel對此也是很坦誠，并沒(méi)有遮遮掩掩。根據官方數據，14nm工藝良品率初期低得要命，直到今年第二季度末才達到量產(chǎn)標準，預計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)鍵指標才能都滿(mǎn)足多條產(chǎn)品線(xiàn)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。

下邊繼續跟隨Intel的幻燈片，一起看看14nm工藝的神氣，尤其是和現有的22nm好好對比對比。

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

晶體管鰭片是最能反應該技術(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(zhù)的(黃色)就是金屬柵極。層連最小間距也從80nm來(lái)到了52nm(進(jìn)步比例35％)。

SRAM存儲單元的面積，上代是0.108平方微米，現在僅為0.0588平方微米，進(jìn)步比例達46％，幾乎縮小了一半。
晶體管開(kāi)關(guān)速度(關(guān)乎性能)也在繼續穩步提升，漏電率則在繼續穩步下降，而且能適用于從服務(wù)器到桌面到筆記本再到移動(dòng)計算各類(lèi)設備。

至少按照Intel宣稱(chēng)的，每代工藝都在幾乎線(xiàn)性地穩定提高性能、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(wú)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(shuō)各項指標進(jìn)步的結果。Intel聲稱(chēng)，14nm的各項數據都超出了預期正常水平。

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

歷史上，其他廠(chǎng)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)節上，其他廠(chǎng)商忙于開(kāi)發(fā)FinFET，沒(méi)有功夫繼續縮小邏輯面積，Intel趁機憑借第二代實(shí)現反超，而且投產(chǎn)時(shí)間繼續領(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，14nm在晶體管密度上尤為突出，超越了以往的固定節奏。
最后看看實(shí)際成果：Broadwell-Y處理器的內核面積、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?，同時(shí)整合的芯片組沒(méi)有更新工藝，顯得更龐大了。