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。
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。雖說(shuō)Wintel式微，但微軟、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，好像牙膏廠要自己背。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？
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。
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 。看似不妙，不是嗎？
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。
三星、臺(tái)積電采用10納米FinFET工藝節(jié)點(diǎn)，Intel則稱作三柵極（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。
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。
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。
不過(guò)Intel時(shí)間上落后半年，喜憂參半。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。
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。
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。