遲來的英特爾10nm工藝 憑啥說比臺積電/三星強？

　　在大伙都在議論紛紛時，英特爾高級院士Mark Bohr用半導體行業(yè)權(quán)威刊物《IEEE Spectrum》的撰文作出回應。關(guān)于自家10nm工藝，他表示在技術(shù)、成本方面都有巨大優(yōu)勢，10nm工藝的晶體管密度不但會超過現(xiàn)在的自家14nm，還會優(yōu)于其他公司的10nm，也就是集成度更高，柵極間距將從14nm工藝的70nm縮小到54nm，邏輯單元則縮小46%，這比以往任何一代工藝進化都更激進。

　　這段話背后的意思很明顯：友商在玩數(shù)字游戲!而我英特爾就是個“老實人”。

　　數(shù)字游戲

　　摩爾：集成電路所包含的晶體管每18個月就會翻一番。

　　摩爾應該不會想到，自己的一句話成了一個定律且讓世界級廠商為追求更小的數(shù)字而瘋狂。

　　這個數(shù)字背后，指的是“線寬”，精確一點而言，就是金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)的閘極長度(Gate Length)。

　　更具體的原理如下：

　　場效電晶體用閘極來控制電流的通過與否，以代表 0 或 1 的數(shù)碼訊號，也是整個結(jié)構(gòu)中最細微、復雜的關(guān)鍵，當閘極可以縮小，電晶體體積也能跟著縮小，一來切換速度得以提升，每個芯片能塞入更多電晶體或縮小芯片體積;再者，當閘極長度愈小，閘極下方電子通道愈窄，之間的轉(zhuǎn)換效率提升、能量的耗損也能降低，收減少耗電量之效，但當閘極太薄，源極與汲極距離愈靠近，電子也可能不小心偷溜過去產(chǎn)生漏電流，加以也有推動力不足的問題，這也是為何制程微縮難度愈來愈高;臺積、英特爾與三星群雄間爭的你死我活的原因。

　　不過我們把話題再拉到這場數(shù)字游戲中，英特爾說三星和臺積電灌水，那到底灌水沒灌水呢?

　　半導體芯片和系統(tǒng)還原工程與分析廠商 ChipWorks、Techinsights 與半導體分析廠商 Linley Group 都對臺積電、三星、英特爾 16/14 納米做過比較。

　　從 Linley Group 與 Techinsights 實際分析的結(jié)果，包含英特爾、臺積電與三星在 14/16 納米實際線寬其實都沒達到其所稱的制程數(shù)字，根據(jù)兩者的數(shù)據(jù)，臺積電 16 納米制程實際測量最小線寬是 33 納米，16 納米 FinFET Plus 線寬則為 30 納米，三星第一代 14 納米是 30 納米，14 納米 FinFET 是 20 納米，英特爾 14 納米制程在兩家機構(gòu)測量結(jié)果分別為 20 納米跟 24 納米。

　　英特爾：納尼?

　　調(diào)研 The Linley Group 創(chuàng)辦人暨首席分析師 Linley Gwennap，在 2016 年 3 月接受半導體專業(yè)期刊 EETimes 采訪時，也透露了晶圓代工廠間制程的魔幻數(shù)字秘密，Gwennap 指出，傳統(tǒng)表示制程節(jié)點的測量標準是看閘極長度，但在行銷的努力下，節(jié)點名稱不再與實際閘極長度相符合，不過，差距也不會太大，Gwennap 即言，三星的 14 納米約略等于英特爾的 20 納米。Gwennap 認為，臺積電與三星目前的制程節(jié)點仍落后于英特爾，以三星而言，14 納米制程稱作 17 納米會較佳，而臺積電 16 制程其實差不多是 19 納米。

　　但美國知名財經(jīng)博客 The Motley Fool 技術(shù)專欄作家 Ashraf Eassa 從電子顯微鏡圖來看，認為英特爾、三星甚至臺積電在三者 14/16 納米制程差距或許不大。Ashraf Eassa 對比英特爾 14 與 22 納米，以及三星 14 納米的電子顯微鏡圖，其指出，英特爾 14 納米側(cè)壁的斜率要比 22 納米垂直，根據(jù)官方的說法，這能使英特爾的散熱鰭片(fin)更高更瘦，以提升效能。

　　而三星 14 納米制程電子顯微鏡圖相較起來，和英特爾 14 納米制程還比較相近，加以 Ashraf Eassa 用臺積電宣稱 16 納米 FinFET Plus 能比三星最佳的 14 納米技術(shù)在相同功率下，效能能比三星提升 10% 來推測，臺積電 16 納米 FinFET Plus 的晶體管結(jié)構(gòu)應與三星相差不遠，甚至鰭片(fin)會更加細長。

　　當然，我們并不能說“線寬”就是技術(shù)實力，背后還要考慮很多因素。

　　不過專業(yè)人士認為，英特爾的10nm的確要厲害一點。不然憋了這么久，豈不是白忙活了。然而，臺積電三星已經(jīng)靠10nm技術(shù)賺很多錢了，英特爾現(xiàn)在來“搶錢”還來得及不?