半导体的制程工艺详解和发展历史

　　iPhone 6S和iPhone 6S Plus在发布不久，就曝出了三星和台积电处理器的功耗问题，随后苹果官方辟谣以及专业人士的测试之后确定，三星和台积电他们所生产的CPU功耗差距非常小。关于半导体的制程工艺和发展历史又是怎么样的呢？

　　iPhone 6S手机

　　在全球范围内，能够开发并量产圆晶的厂家屈指可数，CPU(包含桌面级)厂家台积电(TSMC)、三星、Intel、格罗方德，能独立制作在DRAM厂家稍多，美光、东芝、三星、海力士、尔必达(已被美光收购)，还有一些非常小的厂家，这里就不赘述了。

　　桌面级CPU厂商

　　首先从CPU讲起吧，桌面级CPU主要是Intel和AMD两家瓜分了全部市场，近几年PC行业不景气，市场不断萎缩，AMD深受其害，格罗方德在制程工艺上的落后也坑了AMD好几年，在制程工艺上一直没有更新，加上落后架构所带来的发热、功耗问题，AMD处理器也渐渐式微；Intel在桌面级处理器上混得风生水起，可是在移动处理器市场上却一直停滞不前，依靠丰厚的补贴来推广移动处理器。

　　骁龙处理器

　　接下来讲移动处理器，移动处理器有4个厂家：高通、联发科、三星、海思。今年这四大移动处理器厂家纷纷采用Cortex -A核心。高通骁龙810采用4 x Cortex A57+4 x Cortex A53的核心组合，集成LTE Cat.9基带，最大上行速度50Mbps，下行为450Mbps；联发科今年的Helio X10采用8个Cortex A53处理器，基带方面略显寒酸，LTE Cat.6的基带最大上行速度50Mbps，下行速度300Mbps；三星今年的旗舰处理器Exynos8890处理器，也是采用自主定制的Cortex-A53处理器，并使用自家的14nm FinFET工艺，最重要的是集成Cat.12/Cat.13基带，Cat.12基带的最大上行速度可以达到150Mbps，下行为600Mbps；海思在年底推出了麒麟950处理器，4 x Cortex-A72 + 4 x Cortex-A53核芯，由台积电代工的16nm FinFET+技术，基带并没有使用同时发布的Balong 750，基带依旧采用Cat.6，上行与下行速度为50Mbps和300Mbps，基带的规格稍微让人失望。

　　上面提到的4家处理器厂商中，仅有高通又自主核心设计的，其他均采用ARM的通用核心，苹果这几年开始有了自主的处理器，今年iPhone 6S和iPhone 6S Plus采用自家的A9处理器，分别由台积电和死对头三星代工，制程工艺分别是16nm和14nm的FinFET工艺，在iPhone6s和iPhone6s Plus发售之后的耗电问题最终被证实是子虚乌有，可是对于苹果的形象也有一定的影响。想比苹果现在最后悔的事情就是当年所持的ARM公司的股份，现在再拿一百倍也不能买回当时的那部分股份了。

　　iPhone 6S和iPhone 6S Plus手机

　　在这里相信有很多人都会有疑问，ARM处理器和X86、X64处理器有什么区别？一样的制程工艺，相同的核心规格频率。其实ARM处理器和X86、X64处理器在最底层的核心架构和指令集就有很大不同：桌面处理器采用的都是CISC(复杂指令集)，它的每一条指令集不仅冗长，而且不等长，需要指令译码器对每条指令集的起止位置进行判断后再执行；ARM则采用RISC(简单指令集)，而它的优势在于指令集简短并等长，不需要对指令集的起始位置进行判断，所以效率得到提高并且降低功耗。日常生活中使用RISDC指令集已经完全可以满足我们的需求，不过在专业领域，CISC的优势就凸显了出来，能人所不能也是intel的优势。