别被骗了！芯片制程工艺竟然全都是虚标？

不知从何时起,大家买手机时越来越关心手机参数。内存大小、芯片型号、摄像头像素,甚至芯片制程工艺,都成了大家选购手机的标准。

然而,绝大多数人都不知道,芯片制程工艺全都是虚标。市面上所有智能手机,无一例外全部虚标了制程。所谓苹果 5nm 芯片,华为 5nm 芯片,全部都不是真正的 5nm!

虚标行为如此泛滥,是因为华为、苹果有意虚假宣传吗?其实并不是,虚标行为追根溯源,还得从制程工厂讲起。

三星开启的虚标时代

半导体行业诞生以来,大部分时间里英特尔都是绝对的领先者。然而,在 14nm 这个节点上,英特尔出了小意外,连续好几年都没有推出新的制程节点,反而是在 14nm 工艺上不断优化。14nm+、14nm++,14nm+++、14nm++++、14nm+++++,关注数码硬件的小伙伴们大概都记得,英特尔在 14nm 工艺上卡了壳,被三星、台积电远远甩在身后。

10nm、7nm、7nm+、5nm、5nm+,三星与台积电似乎坐上了火箭,疯狂地更新新工艺,几乎每年都有新的制程工艺诞生。一边是迟迟没有突破 14nm 的英特尔,一边是朝着 5nm、3nm 进发的新兴势力,英特尔这位苍老的巨人似乎没了往昔的光彩。

然而,制程上的突飞猛进只是表象,在真实实力上英特尔差的并不远。原因也很简单,英特尔没有像三星、台积电那样虚标制程,在宣传上落了下乘。

传统标准中,制程节点标准是看闸极长度。在晶体管中,栅极用来控制电流通过与否,当栅极长度可以缩小,晶体管体积也能跟着缩小。如此一来,芯片就可以塞入更多电晶体管。此外,晶体管长度小,转换效率越高,能量损耗也就越低。

然而,在半导体制造技术升级过程中,制程节点升级越来越慢,有些公司出于营销角度,开始撇开 ITRS 标准,自行命名工艺节点。比如三星,在 45nm 后开始自身技术的迭代来命名新的节点。此后不久,台积电也学了这招,开始自行命名新节点,一场制程工艺虚标竞赛由此拉开。

“老实”的英特尔

在科技领域,摩尔定律这个词可谓家喻户晓。摩尔定律由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出,他认为:集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍,也就是说处理器的性能每隔两年翻一倍。

摩尔定律提出后,摩尔定律,并按前一代制程的 0．7 倍对新制程节点命名,这种线性升级正好带来晶体管集成密度翻番。在 90nm、65nm、45nm、32nm 等制程节点上,晶体管密度都比之前大一倍。

作为提出摩尔定律的公司,英特尔一直按照这个规律命名新节点,虽然台积电、三星胡乱命名,英特尔却一直践行着最为严苛的工艺节点命名方式,每一代制程工艺升级,晶体管数量将达到上一代的两倍。也就是说,英特尔的 7nm 的晶体管密度将是 10nm 的两倍。

从数据上可以看出,英特尔10nm 工艺晶体管密度为 100．8MTr/mm,英特尔 7nm 制程工艺晶体管密度为 201．6,不多不少,英特尔 10nm 刚好是 7nm 的一半。

反观三星、台积电,没有明确的命名思路,台积电 5nm 晶体管密度只有 171．3MTr/mm,甚至比不上英特尔 7nm。三星则更加夸张,三星 5nm 晶体管密度才 126．7MTr/mm,比英特尔 10nm 只多了 26%。

从晶体管密度对比图可以看出,在这场虚标制程竞赛中,三星最为夸张,每一个代际之间升级幅度不到 50%,同时它还在增加了 6nm、4nm 等非标准代际。

台积电比三星稍好,不同代际升级幅度接近一倍,然而比起英特尔还是差之甚远。此外,台积电在每一代都会加一个升级版工艺,比如 7nm+、5nm+,用作营销宣传。

对于普通消费者来说,制程工艺晦涩难懂,短时间根本无法分辨好坏。不过大家也不用过于焦虑,英特尔并不参与手机芯片制造,手机芯片代工厂只有三星与台积电两大玩家。大家只要认准,台积电制程在同等工艺节点上优于三星就不会选错。

此外,从各大工厂制程演进路径可以看出, 7nm+、5nm+ 等升级版制程通常进步不大,大家买手机是尽量选用标准代际制程手机,这样就可以保证不会吃亏了!

图源:pixabay、谷歌