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    英特爾14/10nm工藝花式吊打三星、TSMC,還要跟GF搶市場

    類別:社會新聞發布人:聯迪發布時間:2017-03-31

    三星、TSMC在14/16nm、10nm節點追趕上了Intel,在10nm、7nm節點甚至還會反超老大哥,這讓保持多年技術領先的Intel有些不爽,因為TSMC、三星在半導體工藝命名上玩了一點小花招,昨天Intel院士借著給半導體工藝劃分正名的機會委婉地對友商提出批評。不過在這個問題上,這幾家公司打口水仗是沒意義的,Intel還要拿出更多證據讓大家看到他們在半導體工藝上繼續保持領先,現在Intel公司就正式公布了一些工藝詳情,被人吐槽的14nm工藝其實一直在不斷改進,其中14nm++改進版工藝性能要比初代10nm工藝要好,此外Intel還推出了22nm LP FinFET低功耗工藝跟FD-SOI工藝競爭。

    14nm戰四代?看Intel花式吊打TSMC、三星

    Intel是在14nm節點失去領先地位的,三星、TSMC各自推出了14nm FinFET、16nm FinFET工藝,很快他們就會推進下一代工藝,但Intel的14nm工藝卻不會這么急退出市場,目前已經衍生過了Broadwell、Skylake、Kaby Lake三代處理器了,今年下半年還有8代Core處理器,算起來這是要戰四代處理器了,可能在2018年都不會被10nm取代,因為Intel的14nm有點厲害,在官方PPT中簡直花式吊打友商的14nm、16nm工藝。

    我們知道Intel是做高性能處理器的,他們每一代工藝升級都很重要,14nm FinFET是他們第二代FinFET高性能工藝,而TSMC、三星在16、14nm節點才開始應用FinFET工藝,而且他們所謂的14/16nm制程很大程度上都是繼承自低功耗20nm節點,跟Intel升級14nm節點不可同日而語,Intel表示其14nm工藝密度是其他廠商20/16/14nm工藝的1.3倍之多。

    ▲Intel宣稱其14nm工藝密度比友商工藝高20%

    ▲不服氣?那Intel上數據了

    其他廠商不服氣就拉出來比一比,Intel對比了未列出名字的TSMC 20nm、16nm及三星14nm工藝具體參數,包括我們之前強調過的柵極距(gate pitch)、鰭片間距(fin pitch)、金屬柵距(metal pitch)及邏輯芯片高度,反正各方面指標都是大幅領先友商三種工藝。

    Intel昨天提出的衡量半導體工藝真正需要的是晶體管密度,那么在這一點上Intel 14nm工藝達到了37.5MTr/mm2(每平方毫米百萬晶體管),20、16及14nm工藝分別是28、29、30.5MTr/mm2(單看晶體管密度的話,TSMC和三星的FinFET工藝跟前代20nm工藝確實沒多大提升),Intel確實是其他工藝的1.3倍左右。

    后面的內容中,Intel繼續活力十足,嘲諷全開,把友商的10nm都給比下去了。

    ▲Intel的14nm工藝晶體管密度相當于友商的10nm,但量產時間領先3年

    雖然Intel的14nm工藝問世已經兩年多了,全程支持要支撐3年,2018年恐怕都不會落伍,處理器至少要有4代產品。雖然這也被玩家們調侃為擠牙膏,不過公平地說,Intel的14nm工藝也不是一成不變的,這幾年一直在改進,Broadwell是第一代,Skylake是14nm+改進工藝,今年的Kbay Lake上使用的是第三種改進版14nm++工藝。

    ▲14nm工藝一直在改進,在不提升功耗的情況不斷提升性能

    Intel技術人員在演講中提到他們的14nm++工藝性能其實比第一代10nm工藝還要高,這大概也能解釋為什么10nm工藝起先只會用于移動版處理器,2018年的高性能處理器還會使用14nm工藝。不過也別著急,10nm工藝雖然不是高性能方向的,但晶體管密度、功耗等指標上依然比14nm工藝更好,而且也會繼續改良中,后面我們再說。

    ▲14nm++工藝比初代14nm工藝性能提升26%,或者功耗降低52%

    ▲14nm工藝的核心面積也在不斷縮小

    10nm工藝:Intel家晶體管密度是友商的2倍

    盡管14nm工藝在高性能處理器上還會繼續存在,但Intel也不會放慢10nm工藝腳步,畢竟這是大勢所趨,遲早還是會取代14nm工藝的。這次的技術大會上,Intel就公布了相當多的10nm工藝細節,包括柵極距、鰭片間距等指標。

    ▲10nm工藝晶體管會繼續縮小

    前面也說了10nm工藝的優勢是晶體管更小,密度更高,Intel官方給出的數據是晶體管密度提升2.7倍。

    ▲10nm晶體管密度可達100MTr/mm2,14nm節點是37.5MTr/mm2

    ▲10nm工藝使用的是第三代FinFET工藝,22nm、14nm分別是第一代、第二代

    ▲柵極距縮小趨勢

    Intel公布了10nm工藝的柵極距指標——54nm,對比前面提過的Intel 14nm、TSMC 20nm、16nm及三星14nm的柵極距70、90、90、78nm來說小了很多,Intel宣稱這是業界最緊湊的柵極距。

    金屬間距是36nm,也是業界水平最低的

    ▲晶體管密度達到了友商的2倍

    ▲10nm工藝的核心面積也會繼續縮小

    ▲跟14nm節點一樣,Intel的10nm節點也會繼續優化改良,后續還會推出10nm+、10nm++工藝,性能還會繼續提升,功耗進一步降低。

    ▲具體來說,10nm++工藝的性能比10nm提升15%,功耗將降至0.7倍,每瓦性能比進一步提升。

    22FFL工藝:對戰FD-SOI的低功耗工藝

    除了14nm及10nm工藝之外,Intel這次還宣布了一種新的制造工藝——22nm FinFET Low Power工藝,簡稱22FFL工藝,看名字就知道是針對低功耗產品開發的,是在22nm FinFET基礎上優化改進而來的,其主要目標是跟GF公司的22nm FD-SOI工藝競爭物聯網等低功耗芯片的。

    ▲22FFL工藝與22nm、14nm工藝的對比

    ▲22FFL工藝具備FinFET工藝的高性能和低漏電流優勢

    ▲22FFL可提供與14nm++工藝相似的高性能晶體管

    ▲22FFL擁有業界最低的漏電流

    ▲在高性能的同時也可以同時具備低漏電流兩種優點

    ▲22FFL工藝的生態合作伙伴

    Intel的22FFL工藝顯然不是給自己家X86處理器準備的,主要是代工用的,競爭目標就是GF公司推出的22nm FD-SOI工藝,同樣是針對低功耗的IoT物聯網等市場,后者可實在低至0.4V的運行電壓,非常節能,不過現在Intel要來搶食市場了。

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