第六百五十四章 终于赶上了
普通的半导体电路，是用金属导线把一个个电子元件按照电路图连接起来。通过调整电路图、更换新元件，可以对电路进行升级改造，要是哪个元件坏掉了，还可以检测找出然后拆下更换。 而对于集成电路来说，除了比较小众的可编程电路以外，大部分主流产品并不适用这样的办法，它们是在一整块硅晶圆的基础上通过反复掺杂、多次光/化学蚀刻的方法“整体成型”而来。 晶圆厂生产芯片，需要先把高纯度多晶硅重新融化，通过再结晶技术制备成几十厘米直径的单晶硅锭，再将其精细打磨成圆柱后切成一毫米厚的薄片，也就是所谓的硅晶圆。芯片核心的加工制造都是在这块比镜子还要光滑平整的薄片上进行的，晶圆厂之名也是由此而来。 硅片是圆形的，芯片核心则是长方形或者正方形，所以cpu、gpu的核心数都是2468的偶数，三核处理器其实是由四核屏蔽较弱一核而来。芯片面积不变，晶圆越大，浪费的边角料越少，从而可以带来更好的效益。 不过晶圆越大，对于硅锭制备的要求就越高，即使宇宙最强的牙膏厂目前也只能做到300毫米直径。 另外一方面，在芯片面积不变时，制程工艺提升，可以缩小晶体管的体积和距离，可从而堆砌更多的数量带来更高的性能，或者性能不变面积缩小，带来更低的物料成本。同时距离缩小也能够减少连接电路的电阻，降低芯片的发热和功耗。 所以每当制程工艺升级，芯片厂家总会拿面积缩小、性能提升、功耗降低这三条亮点说事，有全部提及的，也有任选两条排列组合的。 只是同样的，每次制程工艺升级，都会有很长一段时间的磨合期，原料杂质、工艺波动，以及其它能想到的和想不到的原因都有可能导致产品出现瑕疵。 一块晶圆上有几百个die，每个die上面有几十亿个晶体管，瑕疵完全无法避免，只能通过修复措施稍做弥补，这也是芯片一类的新闻里经常提及“良品率”的原因。 芯片封装前和封装后都要进行测试，那些完全不合格的自然只能丢弃，然后把成本加在其他合格品上面。有明显瑕疵的则可以通过屏蔽故障区域、降低技术指标的方法来进行挽救，最终所有合格可以销售的产品占原料的比率就是良品率。 这也是为什么同一批cpu，有的“体质好”可以长时间超频，有的却只能小超一下，有的干脆连默认频率都撑不住，只能贴上“赛扬”或者“三核”的标签往外卖。 手机处理器、内存闪存等芯片产品同样也有类似的“体质”问题，内存芯片有不同的主频、闪存芯片有不同的传输速度，同一批次的cpu的最大主频也有差异。只不过因为手机电池不给力，一般没谁会给手机的cpu和内存进行超频，有时候反倒要降频。 对于晶圆厂来说，随着生产线的成熟，良品率越来越高，产品的体质自然越来越好。 所以在芯片行业经常有这样的现象：只要还有足够订单，老生产线就不会被关闭。 它们看似落后，实则因为技术成熟、良品率高的原因而成本低廉，深受那些对产品性能要求不高，却看中成本和稳定性的厂商的喜爱。 像是intel名下既有全球领先的14纳米工厂，也有许多制程落后的工厂，其在马萨诸塞州的200毫米、130纳米工厂更是坚持到今年才被关闭。这些“落后”工厂当然不能用于生产处理器，其主要产品是主板的南北桥芯片。 而且对于intel来说，保留它们也能够帮助省钱，虽然“牙膏厂”依靠独步全球的x86cpu大赚特赚，但是其在技术开发方面的投入也是非常巨大的，老工厂只需要开着就能赚钱自然不会第一时间淘汰。 这也是国内的晶圆企业长期亏损的原因，因为遭受技术封锁之故只能引进落后技术，但自身初来乍到生产经验不足，同样用落后技术生产的产品还是比不过国外同行，人家经验更丰富、设备折旧压力小。等到好不容易熬出头了，落后技术却已经变成夕阳技术，到了彻底淘汰的地步。 还好的是，手机芯片都是结构简单重复的日sc精简架构，生产工艺要求比x86低得多，中芯国际等国内晶圆厂终于在28nm这个阶段追上了国际主流水平，此时的先进水平是14/16纳米。 蜜蜂对中芯28nm产能一直保持着高度关注，在试产阶段就与其合作小批量生产蜂心系列芯片，只不过正式签协议委托代工的却是41x系列的桌面处理器，以及少部分42x低端平板处理器，主要原因就是后者在高性能处理器方面还有一些缺课要补。 虽然在上级的亲切关怀下，中芯也拿到过436这枚顶级处理器的生产资料，但是他们的柵极工艺技术毕竟不如台积电，最终还是被蜜蜂放弃了，末了还被利用了一把成了bp6性能逆袭的垫脚石。 当然，这样的小心塞还影响不到双方的合作关系，毕竟蜂心需要中芯的无关税低成本，中芯也需要蜜蜂的订单来保证现金流。毕竟独占蜜蜂手机、平板和pt三个销量破千万大客户，蜂心的芯片出货量轻易做到了国内第一。 蜂心公司有马竞这个大挂比在，正是靠着他比上交陈进还要强大的山寨微创新技术，这才能够异军突起弯道超车，只用几年时间走完别人十几年甚至几十年的发展道路。 当然，这里面也有fabless无晶圆厂模式的功劳，这种模式实在太适合马竞开挂了。 要是每家芯片厂商都需要自有fab，蜜蜂蜂心根本玩不转，毕竟现在的晶圆厂都是几百亿级别的重资产项目。不止芯片如此，屏幕领域的投资规模也在不断上涨，蜜蜂引以为傲的蝴蝶屏，便是他们提供技术和资金，委托其他公司代为生产的。 这也是蜜蜂从苹果那里学来的先进经验，苹果的成功便是代工厂模式的成功。因为苹果订单稳定并且出价高，代工厂也是乐此不疲，虽然利润率和前者相比简直卖苦力，但总比某些恨不得卖血的工厂要好的多。 只不过这样也带来了一个风险，要是他们的技术升级没有跟上苹果的脚步，就会被后者无情淘汰出局。 不过大多数时候，领先者只要不行差踏错基本上很少掉队，毕竟他们有领先优势带来的超额利润，只要舍得花钱保证优势还是没问题的。 三年前，英特尔负责工艺技术部门的高层mark波hr，曾经高调表示“无晶圆厂模式已经穷途末路”，当时的情况是牙膏厂发布了第三代酷睿i系列处理器，其使用22nmfinfet技术制造，性能功耗表现相当出色。 当时那些晶圆代工厂，如台积电、格罗方德还停留在28纳米阶段，三星还在32纳米阶段，一副落后时代，要被世界抛弃的架势。 结果三年时间过去了，intel在x86pc和服务器领域依旧傲视全球，但pc增长见顶开始逐渐衰退的隐忧变成了现实，而他们开辟第二战场进军移动计算的企图却是完全破产。 他们的at处理器因为x86指令集的原因结构复杂成本过高，只能靠着补贴往外卖，最终亏损70亿美元依然没有看到本希望，不得不中止补贴换市场计划。 反倒是被他们瞧不起的三星和台积电，却已经陆续攻克了finfet技术难关，三星跳过22/20纳米直接推出14nm工艺，台积电因为核心人才被三星挖走导致慢一步，如今也有了自己的16nmfinfet工艺 finfet被认为是芯片制程进入20纳米以下的关键技术，这是因为随着制程工艺达到纳米级，分隔各个晶体管的绝缘层只剩下十几个原子的厚度，在越来越强的量子隧道效应面前将变得越来越薄弱，而前者可以改善这种现象。 根据量子理论，电子等微观粒子的运动是随机的，当阻隔足够薄弱，电子就可能随机到另外一边，宏观表现就是电流击穿了绝缘体，因此也被叫做量子隧道效应。 这几年里，芯片厂商、晶圆厂都开始强调起各种柵极工艺，乃至3d晶体管技术，固然有手机芯片功耗敏感的因素在，纳米时代量子隧穿导致漏电高发才是根本原因。 finfet是由华裔科学家胡正明早2000年时发明的，本来台积电挖到胡的学生梁梦松担任研发处处长，不过因为没在20nm节点上使用他的技术，后者被野心更大的三星挖走。虽然台积电后来打赢了竞业禁止官司，却输了里子。 另外，台积电之所以被人戏称为台漏电，就是因为当初刚进入28nm制程时工艺不够成熟，有时候在晶体管之间产生未预料的漏电现象导致额外的电力损失，使得产品比预期的费电。好在经过几次工艺小升级，其28纳米制程已经进入成熟期，功耗有了明显好转。 正是靠着他们的hpc工艺的加持，蜜蜂bp6才上演了一出跌破眼镜的好戏，不但把蜜蜂送进了全球智能手机销量榜前十，也让蜜蜂系统坐稳了第三大手机系统的位置。 当然，高通好朋友的卖力助攻也是功不可没，每台bp6给人家60块专利费，简直超值！ 不过高宝宝拿了钱，心里却是苦的，他自己卖810同样有专利分成，还有与其高端旗舰身份相称的价格，还要赚的更多。 说起来，在810的发热问题上，高通自身有很大责任，当初为了抢在联发科前面推出八核64位旗舰，他们直接用了arm的公版高性能a57内核，性能果然碉堡了，功耗也是呵呵哒。 毕竟作为ip知识产权授权商，arm在设计cpu内核时需要考虑不同领域合作伙伴的需求，导致公版方案往往显得过于中庸，毕竟他们只是一家千多人的确“小”公司，没办法实现面面俱到。 高通现在卖力宣传的下一代产品820，就用上了自家kryo内核，并且放弃多而无用的八核架构，改成22的四核，代工厂也抛弃了台积电，转而使用三星的14nmlpp工艺。 台积电20nm工艺本身就是为大客户苹果厂定做的，radeon和女idia宁愿继续用28nm也不用它，高通倒是用了，结果吃了个闷亏，于是愤而砖头三星半导体的怀抱。 有意思的是，台积电最近又一次展示出了苹果神优化的天赋，iphone6s手机发布后的评测显示，台积电代工a9的表现比三星14nm工艺的版本要好。高通的820还没有正式推出，就已经有人因此揶揄他们再次选错合作伙伴，各种“自己约的o，含着泪也要打完”的段子层出不穷。 倒是蜂心就没有这方面的困扰，直接联系台积电询问剩余产能。 靠着马竞的脑波3d打印技术，蜜蜂早就准备好了下一代的处理器的设计方案，等到三款14/16工艺的soc被推向市场，马竞又从中借鉴了不少思路和经验，下一代536处理器已经被他“手工”做了出来。 虽然有了成品之后，蜂心还是需要配合台积电准备几十gb甚至更多的工艺数据，但是有了明确目标后，总的来说还是要轻松不少，536有很大希望成为a9之后第二款16纳米工艺手机芯片。