03.02 ICT:英特爾罕見表態“你們的7nm CPU水分太大了”

7nm到底是不是7納米?

對於這個敏感的問題,Intel和臺灣TSMC以及韓國三星都有各自的看法。我們基本認同一個觀點:改良製造工藝的核心目標,就是為了提高晶體管密度(數量),沒有提高晶體管密度的製造工藝等於耍流氓。

ICT:英特爾罕見表態“你們的7nm CPU水分太大了”

秦始皇:怪我啊,沒有統一芯片製造工藝的度量衡,我恨!

早在3年前,英特爾就曾在多個渠道向媒體和市場公開表態:“行業內對於芯片製造工藝(流程節點)的定義方式標準不一,過度透支“nm”關鍵字對芯片製程的商業屬性對行業無益。”彼時的諷刺對象,顯然就是太平洋另一端的韓國三星以及臺積電。

英特爾:要遵循摩爾大爺的邏輯晶體管密度說啊魂淡

Intel始終堅持以每平方毫米的晶體管數量(密度)作為定義先進工藝節點的基礎。因此,參考Intel在2018年打造的首款10nm工藝的CPU來看,其邏輯晶體管密度達到了當時驚人的100.76MTr/mm²,也就是每平方毫米內包含超過1億個晶體管。

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晶體管密度超過100MTr/mm²的Intel 10nm處理器

而在我們所熟知的Intel 14nm製程下,每平方毫米的晶體管密度也達到37.5MTr/mm²,即每平方毫米包含超過3750萬個晶體管。在經歷“+++”的千錘百煉之後,當前Intel的14nm魔改版製造工藝已能容納43.5MTr/mm²的晶體管密度。

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而在2015年Intel推出14nm時,“友商”競品的14nm產品,也僅有30.5MTr/mm²的晶體管密度

簡而言之,在製造工藝步進方面,Intel最糾結的就是“友商”們通過同等級(甚至更高等級)的製造工藝,做出遠不如自己晶體管密度的芯片,卻被市場過度追捧、炒作。其中,三星是Intel的“心頭大恨”。

三星:你管我多大晶體管密度,納米數為準

其實在上一張圖中,Intel在對比中提到的“Other“,其中之一指的就是三星。早幾年三星最為驚人的騷操作就是把自家20nm製程,直接公開命名為14nm全球攬活。而結果也就很尷尬了,一談晶體管密度三星就和你聊民族主義,說白了三星在晶圓行業的落後就是從那個時期的浮誇風開始的。

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照這個表讓三星的晶圓廠做做看,他們也頭大

另外,說到前幾年各家都在爭的10nm製程,Intel確實很早就量產了該工藝的CPU,晶體管密度也達到了1億/mm²,而三星也是頂著國家榮譽的壓力,推出了韓系10nm製程,結果可想而知,晶體管密度僅有51.8MTr/mm²,僅比先進的14nm++多了20%,比Intel的10nm差了近一半。

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和臺積電的巔峰對決落敗之後,三星坐穩地表老二的位置一樣開心斂財

同樣的,不甘寂寞的三星在經歷了2017~2018年Intel幾次口誅筆伐且充耳不聞之後,專心致力於和TSMC的7nm終極對決,在這一輪較量中,三星的7nm工藝總算是將MTr/mm²推上101.23,然而這也僅僅和Intel的10nm打成平手罷了。

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加之三星、LG、海力士以及現代系多家韓國品牌巨大的芯片需求量,三星晶圓廠的生意自然也差不了

就事論事,能量產的7nm,過億也算不錯,總比難產的10nm強太多。但令人意外的是,臺積電的7nm還不如棒子的... ...(╯‵□′)╯︵┻━┻

臺積電:我訂單都接不完誰和你聊那些個破玩意兒

臺積電為AMD等行業巨頭打造的7nm產能,在早期7nm HPC階段僅有60.3MTr/mm²的晶體管密度,在經歷改良後(第3代銳龍處理器及Navi GPU階段)才達到了96.5MTr/mm²的水平。換句話說,AMD現有的7nm製造工藝,確實沒有幾年前Intel 10nm工藝的晶體管密度高。

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沒有芯片研發包袱的TSMC專心致志做包工隊,在Intel吐槽晶體管密度的時候,人家5nm的訂單都排到2022年了

然而,即便是TSMC的晶體管密度比不上Intel甚至三星,憑藉逆天的良品率和強大的生產轉化率,臺積電在很長一段時間內幾乎包攬了地球上所有的7nm先進產能,捎帶著一度把三星打到懷疑人生。AMD銳龍系列CPU在臺積電7nm工藝下獲得的巨大成功,完全掩蓋了晶體管密度這一瑕不掩瑜的“小問題”。

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至於工藝發展啥的,Intel現在也就拿三星捏一捏,臺積電的目光早已不限於CPU,而是指向2nm之後的市場了

另外,臺積電的7nm EUV技術幾乎算是以迅雷不及掩耳盜鈴響叮噹之勢快速入市。在製造工藝迭代和產能更新方面,Intel與之相比更像是一個成績優秀的大學生,空有一身專精技藝卻沒有將其轉化成生產力、金錢的能力。

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臺積電:聊晶體管密度是吧?我5nm的生產線都起來了,你想聊幾毛錢的?

總結

其實本文這個話題或許壓根兒就不應該存在,為何這麼說呢?

英特爾早在N年前就已經掌握10nm製程的核心工藝,也在兩年多以前就有成功產品(甚至量產級產品)。但是在漫長的時期內,即便我們都能認可和接受,Intel 10nm製程下100.76MTr/mm²的晶體管密度當然、必然帶來更優秀的CPU性能表現,但你這拖沓的步伐,實在怪不得別人。

倘若按照當年的roadmap順利在2019年完成10nm產能切換,相信Ryzen家族也不那麼容易獲得如今這般追捧。

ICT:英特爾罕見表態“你們的7nm CPU水分太大了”

以前覺得你太較真兒,現在理解你確實是盡力了

就市場現狀來看,2020年~2021年的主流桌面級CPU依然還是Intel的14nm+++(43.5MTr/mm²)和AMD的7nm EUV(超過100MTr/mm²)之間的較量。而毫無意外的,先進製程可以讓AMD在多核心領域獲得更大的成本、產能優勢(同樣尺寸的CPU面積上,輕鬆放下更多核心),這也是64核心的線程撕裂者只賣不到3萬塊,28核的志強鉑金還要賣10萬的原因所在了。

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時至今日,被Intel吐槽的TSMC也玩轉EUV了,臺系晶圓廠未來的晶體管密度更為可觀

而Intel在10nm和未來7nm產品的迭代步伐上,依然讓市場充滿困惑。最強的架構設計團隊和糟糕的工藝迭代發生在一家公司,也確實算得上一場災難了╮(╯▽╰)╭。

ICT:英特爾罕見表態“你們的7nm CPU水分太大了”

附:全球各國主要晶圓廠製造工藝進度表(僅供參考)


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