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前几天网上曝出A9处理器有14nm/16nm两个版本，看不少人都纠结14nm和16nm工艺的CPU，其实大可不必。首先大家都认为尺寸越小性能越好，越省电。这个认识在跨代的工艺上是成立的，但是在同一代的工艺上就未必了。14nm和16nm其实是同一代工艺。那为什么同一代工艺会有不同名称呢?
这个其实更多的是一个商业竞争策略的问题。最早的时候，大家都是遵循摩尔定律，每一代差0.7倍。所以大家都是从0.25 -> 0.13 -> 90nm -> 65nm -> 45nm这么一路下来的。但是呢，TSMC(台积电，简称T)在45nm的时候搞了个妖蛾子的40nm。明面上是说老子工艺牛，相同的性能，但是能够更小的面积，两个字省钱。实际上呢，一旦你按照T的40nm工艺设计了芯片，就不可能轻易转到其它工厂的45nm工艺上，因为设计规则差距比较大。这就打乱了其它代工厂的研发脚步。同样的就是28nm，其实就是32nm乘上0.9。那么尺寸真的有差距么?举个例子，有家代工厂有32nm和28nm两个工艺，照理栅极一个应该是32nm一个应该是28nm，但是呢他们家的28nm的设计规则上写明28nm工艺的真正栅极是在32nm的基础上乘以0.9再加上 3nm，所以还是32nm。。。再举个例子，ST搞了个22FDSOI，其实栅极的长度是28nm，只是说通过FDSOI，可以实现和22nm器件相似的性能。因此，14nm和16nm的芯片，从技术上来说，做device的完全可以把器件性能调到一样。
其次从设计的角度，如果芯片构架一样，那么性能的差距就主要通过频率来体现。所以只要T和棒子的芯片频率一样，那么性能就应该一样。另一方面，考虑到6s+ 的大屏幕，我觉得T的芯片性能至少是不弱于棒子的。有人纠结是不是14nm的性能相同的情况下漏电少，所以要用在电池容量小的6s上。我不这样认为，如果 14nm那么好，为什么6s+上不用呢?不是更应该用么?要知道T的东西可不便宜。退一万步讲，就算14nm的芯片更省电，只要苹果不让你超频，你还是享受不了更高的性能。其实芯片的漏电和屏幕的耗电比起来还是小头，真正制约手机芯片漏电的是散热。QTI的810被人主要诟病的就是发热。
有人觉得棒子的14nm量产早，肯定性能更好。其实不是这样的。三星这两代工艺的研发我都有了解，我可以说三星是通过牺牲整个20nm工艺做到的。T为什么投产16nm晚?因为T最先研发完成20nm，既然交了学费就要赚回来。全世界20nm工艺就T一家，结果就是产能被占满，连QTI这样的大公司都拿不到产能。所以T一来根本没有足够的设备去研发和转产16nm;二来按正常节奏也不需要那么早投产14/16nm，不乘机赚个盆满钵满怎么行?而三星的 20nm研发其实是延期的(对半导体业界来说就是失败了)，所以丢掉了苹果的所有订单。三星的做法就是放弃20nm，直接上14nm，这意味着几十亿美金打水漂。T为了不被拉下，他的16nm其实是20nm FinFET化，赶鸭子上架，而16nm+才是真正成熟的工艺，就像三星的LPE和LPP。其实从工艺技术和管理能力上来讲，T都是最强的，连intel 都不敢说强过他。诚然intel技术领先，但要知道intel基本只给自己生产芯片，这意味着如果他工艺上什么问题搞不定可以通过设计补，而且产品数量也不多。T就不同了，虽然也可以让设计公司改，但代工厂毕竟不如自己的工厂强势，而且T的产品数量要多得多，更考验管理。三星在工艺方面，纯粹 particle的管控是不输于T的，毕竟都是东方人，比较适应军事化管理。三星的弱点在于PDK，也就是device，所以需要设计公司比较多的协助，因此你看三星基本没有几个客户，就几个大公司。
回过头来讲讲苹果为啥会让两家同时供货。对于任何企业来说，单一供货商都是十分危险，容易被掐脖子，同时不容易压低成本。其实苹果在欧美企业里更像台企(在苹果工作的同学们自己说的)。只要性能满足要求，就尽量压低成本。T的价格是非常贵的，在整个半导体代工业只有5%的利润的现在，T维持着20%的利润。据我所知，三星为了抢单，几乎是贴着成本在卖，价格只有T的七成。所以无论是出于平衡供应商，还是压价的角度，苹果就很正常地选择了两家一起上。
最后，我在去年底退出三星项目的时候，当时的情况是三星的器件性能还弱于T，但是已经有yield了。不过对于三星和T这种级别的公司来说，有yield不是问题，device的调校才是难点。
其实14nm或者16nm都是对20nm的巨大飞跃，所以我宁可用龟速的iPhone4 熬一年也不买6而等6s。而这两者之间的差距，相比而言，可以说很小了，作为三星14纳米工艺的前任总负责人，我可以放心的告诉大家，三星的14纳米工艺真正的性能其实还没有台积电的16纳米好，不过苹果既然退出了2个版本，就必然会对其优化，大家不必担心性能上的差别。 |
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发表于 2015-9-29 16:34:59
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