重塑芯片制程的视角：探索中国最好的芯片工艺之路

在芯片技术的进步中，从最初的0.35微米到0.25微米，再到更小的尺寸如0.18微米、90nm、65nm、45nm和32nm，直至今天的14nm或更小，我们见证了制程技术不断缩小几何尺寸和功耗的大幅提升。然而，这一追求是否仍然是当前科技发展的核心焦点？人们普遍认为，数字越小代表着性能越好，但现实情况远比这复杂。

理论上讲，许多因素都在工艺制程中发挥作用。以7nm为例，更小的地质尺寸意味着每平方毫米可以容纳更多晶体管，这直接导致了高密度、高时钟频率设计以及更低电压运作，从而提高了整体性能。

台积电和英特尔对同一制程有不同的命名法，而实际应用中的差异也可能存在。例如，台积电称10nm相当于英特尔所称14nm。而对于英伟达来说，它们推出的Nvidia Turingchip，即使是在12纳米制程，也能与大型Vega Radeon VII卡相抗衡，因为尽管晶体管尺寸、电压和密度方面存在不足，但架构上的优势仍旧让其拥有更高的IPC（指令执行周期）比率。

随着新一代GPU产品，如Nvidia Ampere 7纳米，以及AMD下一个大型Navi GPU即将发布，其制造几何尺寸相同，但终有一家会领先。这一切取决于架构，使得栅极结构能够在给定的晶体管数量和总功耗下运行更加快速。

预计苹果将于2020年9月推出5NM A13，而高通Snapdragon 875则计划使用相同工艺并于2021年初发布。华为虽然面临禁令威胁，但通常是第一批寻求最小晶体管客户之一。此外，由于手机设计受限于功耗，因此苹果等公司追求最小几何尺寸发展也是逻辑之选。

较小地质尺寸不仅能增加电池寿命，还能通过增多晶体管来提高密度。在过去，由于功率限制，ATI/AMD和英伟达是首先追求最小晶体管公司之一。这主要因为GPU需要处理大量数据且具有快速内部互连、内存及带宽，以满足AI工作负载需求。

CPU与其它组件之间也有类似的神话。在 Ryzen 3000系列中，以7NM制造闻名的事实上，该芯片重要部分不是7NM，但是几乎每个人都会把它当成7NM CPU看待。而I/O部分采用12NM制造，这表明只有看到背后的真实数值才能真正理解其性能优势。

营销策略也起到了关键作用，因为事实上，有一定比例的人使用渲染功能。但是在营销中，最关注的是谁获得最高CineBench分数。对于绝大多数用户来说，不论16核还是单线程性能，对他们而言意义重大。而游戏性能提升则依赖其他因素，如图形处理器质量等，而非核心数量多少。

移动笔记本市场中，Intel首先达到10NM，现在正在努力节能省电，并且很快就会出现第二代10NM + Tiger Lake。这款产品已经赢得50多个设计奖项，并且利用新的Willow Cove CPU内核，可以针对AI及现代工作负载进行优化，使其在AAA级游戏（如《战地风云5》）中以1080P运行良好，对AMD笔记本电脑研发造成压力。在合理情况下，一切似乎都指向Intel逐渐将目标转向追求更紧凑节点——这一目标既适用于移动/笔记本电脑，也适用于服务器市场，其中功率与密度变得尤为重要。明年可能会推出首款10 NM 台式机。如果Intel Rocket Lake-S确实在采用新架构并保持在14 NM 制程，那么这可能暗示了一次巨大的变化；如果这些内核来自Sunny或Willow Cove，则问题很快就可得到答案——今年晚些时候，将揭开新核心架构的大幕。