2015年10月份，AMD宣布3.71億美元出售在中國(guó)江蘇、馬來(lái)西亞檳城的封裝工廠給南通富士通公司，AMD只保留15%的股份，并獲得了3.2億美元的收益，本月初AMD宣布完成了與南通富士通公司的交易。

出售封裝廠是AMD業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的一部分，這是繼2009年拆分晶圓制造業(yè)務(wù)之后AMD再一次出售半導(dǎo)體工廠，他們將徹底轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)晶圓公司——這距離AMD創(chuàng)始人桑德斯的名言“好漢要有自己的晶圓廠”已經(jīng)過(guò)去了23年。

半導(dǎo)體工藝對(duì)處理器影響至關(guān)重要，可以說(shuō)是決定了處理器的性能、功耗水平。先進(jìn)工藝可以給處理器帶來(lái)的種種優(yōu)勢(shì)，也是Intel能夠吊打AMD的根本原因之一。

那么，Intel從什么時(shí)候開(kāi)始制程工藝全面領(lǐng)先AMD的?

為了解答這個(gè)問(wèn)題，這次的超能課堂文章中我們統(tǒng)計(jì)了AMD、Intel處理器的工藝升級(jí)路線圖。

上古時(shí)代的奔騰處理器就不說(shuō)了，我們以2000年的奔騰4處理器為起點(diǎn)，對(duì)比了這16年來(lái)雙方代表性的處理器及工藝變化，如下圖所示：

2000年Intel首次推出了奔騰4處理器，第一款核心是基于Willamette架構(gòu)的，制程工藝是180mm(0.18um)。同時(shí)代的AMD在工藝上并不差，當(dāng)年的雷鳥(niǎo)核心Athlon同樣是180nm工藝的。

此后，整個(gè)奔騰4時(shí)代，AMD的處理器工藝都不比Intel落后，架構(gòu)性能甚至更領(lǐng)先，在2003年首發(fā)64位K8架構(gòu)發(fā)布之后尤其如此。

這種情況一直持續(xù)到2006年Intel推出了Core 2 Duo處理器(“扣肉”架構(gòu)最早用于移動(dòng)處理器，C2D品牌時(shí)才用到桌面版)。

雖然奔騰4之后的Core架構(gòu)公認(rèn)是Intel的翻身之作，性能、能效表現(xiàn)上佳，但那時(shí)候AMD、Intel的工藝水平并沒(méi)有代差。

工藝領(lǐng)先的第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2008年，Intel不僅推出了Nehalem架構(gòu)，處理器也升級(jí)45nm工藝，彼時(shí)AMD推出的K10架構(gòu)Phenom處理器還在使用65nm工藝。

Intel的Tick-Tock戰(zhàn)略

那時(shí)候，Intel不僅更換了Core i7/i5/i3這樣簡(jiǎn)單好記的處理器品牌，制程工藝上也開(kāi)始“開(kāi)掛”，宣布了著名的Tick-Tock戰(zhàn)略——工藝、架構(gòu)隔代升級(jí)，2年一個(gè)周期。

2007年45nm工藝的Penryn處理器開(kāi)始算起(移動(dòng)處理器架構(gòu)，第一個(gè)使用45nm工藝的)，2008年推出了Nehalem架構(gòu)，2010年推出了32nm工藝的Westmere處理器(首次使用HKMG工藝)，接著就是大部分人開(kāi)始熟悉的SNB、IVB、Haswell、Broadwell及最新的Skylake了。

在最近幾代Tick-Tock升級(jí)中，IVB處理器的地位最為獨(dú)特——它屬于Tick環(huán)，也是工藝升級(jí)，但是Intel對(duì)它的描述是“不只是Tick+”，因?yàn)樵摴?jié)點(diǎn)Intel除了升級(jí)到22nm工藝之外還量產(chǎn)了3D晶體管工藝，其他半導(dǎo)體公司的叫法是FinFET工藝，原理上都類似，就是把晶體管從平面變成了3D立體式的。

3D晶體管帶來(lái)的好處就是：與Bulk、半耗盡型PDSOI、全耗盡型FDSOI工藝相比，較低的電壓下性能提升37%，同性能下功耗減少50%;提高了晶體管開(kāi)關(guān)速度;對(duì)于給定的晶體管則有更高的驅(qū)動(dòng)電流;成本上只增加了2-3%，相比FDSOI工藝增加10%的成本而言大大降低。

在Intel大步升級(jí)制程工藝的同時(shí)，AMD卻做出了驚人的決定——多年的重負(fù)之下AMD終于選擇了拆分晶圓業(yè)務(wù)，與阿布扎比高級(jí)技術(shù)投資公司(ATIC)成立了GlobalFoundries(格羅方德)公司，AMD占股1/3，但隨后AMD不斷減持，最終在2011年抽身，被稱為AMD女朋友的GF最終變成了獨(dú)立晶圓代工公司。

此后，AMD在K10架構(gòu)TLB問(wèn)題之后推出了改進(jìn)版的Phenom II處理器(雖然大家說(shuō)是K10二代架構(gòu)，但官方表示只有1個(gè)K10架構(gòu))，制程工藝是45nm SOI。

2011年AMD在K10架構(gòu)之后拿出了“革命性”的推土機(jī)(Bulldozer)模塊化架構(gòu)，與當(dāng)時(shí)主流的X86架構(gòu)相比，AMD的模塊多核架構(gòu)很有前瞻性，理念還是很超前的，F(xiàn)X-8150還成為首款桌面8核處理器，制程工藝也升級(jí)到了32nm SOI。

但是AMD的模塊多核并沒(méi)有成功——至少?zèng)]有AMD預(yù)期的那般成功，2011年底推土機(jī)的32nm SOI在32nm工藝的SNB面前并不算落后，但是推土機(jī)性能表現(xiàn)不盡如人意，功耗也不如SNB那么優(yōu)秀。更悲劇的是，GF拆分出去之后對(duì)新工藝的掌握一直不穩(wěn)定，不論產(chǎn)能還是性能都滿足不了AMD的要求(這個(gè)坑其實(shí)還是AMD自己挖的，沒(méi)拆分之前工藝已經(jīng)開(kāi)始落后了)。

AMD的高性能工藝自此就停留在了32nm SOI這一代上了，第二代模塊化架構(gòu)Piledriver打樁機(jī)也是32nm SOI工藝，之后AMD的第一代APU處理器Llano也用的是32nm SOI工藝，也堅(jiān)持了三代產(chǎn)品，直到2014年的Kaveri APU上才換了GF的28nm SHP工藝，并沿用至今。

如今Intel與AMD的制程工藝已經(jīng)拉開(kāi)三代差距了——AMD在32nm SOI工藝之后就不再升級(jí)FX高性能處理器了，每年只有零星的新型號(hào)發(fā)布而已，但架構(gòu)、工藝依然沒(méi)變，Intel已經(jīng)發(fā)展到14nm工藝了。

公平來(lái)講，AMD在半導(dǎo)體制程上也不是沒(méi)有高技術(shù)，在Intel未量產(chǎn)3D晶體管工藝之前，SOI(絕緣體上硅)技術(shù)一直是AMD處理器的獨(dú)家秘方，在晶體管之間加入絕緣體可以減少離散電容，更容易提升開(kāi)關(guān)頻率，CPU速度可提升20-50%，同時(shí)還可以減少漏電流，降低功耗。

SOI技術(shù)主要是AMD及IBM晶圓廠在用，Intel一直拒絕使用SOI工藝，但是32nm工藝之后AMD也放棄SOI工藝了，28nm節(jié)點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)的體積硅工藝。

10年輪回，AMD年底等來(lái)了新工藝

硅谷硬漢桑德斯創(chuàng)立了AMD，并主政AMD 30多年，他對(duì)AMD影響固然深遠(yuǎn)，寧愿虧損也要自己建晶圓廠的勇氣值得欽佩，但時(shí)代不一樣了，前任CEO的名言也不是金科玉律，AMD放棄晶圓廠進(jìn)而放棄封裝廠的做法有他們自己的考慮。

外人的評(píng)價(jià)對(duì)他們來(lái)說(shuō)并不重要，維持先進(jìn)的制造工藝對(duì)AMD來(lái)說(shuō)耗費(fèi)太大了，實(shí)際上就連藍(lán)色巨人IBM都放棄晶圓廠了，甚至是巨資補(bǔ)貼才找到GlobalFoundries接手。

在半導(dǎo)體制造上，AMD當(dāng)初也是跟Intel并駕齊驅(qū)的，但在多年累積之后，AMD的工藝升級(jí)已經(jīng)慢下來(lái)了。

轉(zhuǎn)折點(diǎn)就發(fā)生2008年前后，Intel提出了Tick-Tock戰(zhàn)略，CPU工藝、架構(gòu)明確了2年一次升級(jí)，而AMD當(dāng)時(shí)正在拆分晶圓廠。

K8架構(gòu)之后的K10架構(gòu)出師不利，接下來(lái)的推土機(jī)架構(gòu)同樣沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，拆分出來(lái)的GF公司初期在制程工藝上一直不成熟，AMD也深受其害。

但是我們并不能說(shuō)Intel是靠著Tick-Tock戰(zhàn)略才在工藝上戰(zhàn)勝了AMD，實(shí)際上這個(gè)因果關(guān)系是顛倒過(guò)來(lái)的——正因?yàn)镮ntel在半導(dǎo)體技術(shù)上有深厚的積累，才能推出2年升級(jí)一次的Tick-Tock戰(zhàn)略。

相比之下，AMD的情況就糟糕了許多，他們每年的營(yíng)收僅為Intel的零頭，價(jià)格戰(zhàn)導(dǎo)致盈利水平更是堪憂，而半導(dǎo)體工廠投資越來(lái)越高，一座300mm晶圓廠通常要花費(fèi)50-100億美元，而且折舊率很高，維持先進(jìn)工藝需要不斷升級(jí)，AMD無(wú)力維持如此龐大的開(kāi)支也是正常的。

此外，AMD在K8之后的K10、推土機(jī)架構(gòu)都不給力，無(wú)法重現(xiàn)當(dāng)年Athlon處理器高性能、高能效的輝煌，而Intel在P4架構(gòu)之后推出的Conroe、Nehalem等架構(gòu)奠定了今日的基礎(chǔ)，更有先進(jìn)工藝輔助，率先量產(chǎn)了3D晶體管工藝，這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開(kāi)了AMD公司。

如今風(fēng)水輪流轉(zhuǎn)，Intel的Tick-Tock戰(zhàn)略這兩年也停擺了，AMD雖然硬拖著32nm SOI沒(méi)升級(jí)，但GF在放棄自家14nm-XM工藝轉(zhuǎn)而接受三星14nm FinFET工藝之后也靠譜多了。

AMD煎熬了幾年之后總算等來(lái)了Zen架構(gòu)處理器，制程工藝也是14nm FinFET的，與Intel今年的Kaby Lake處理器處于同一級(jí)別，也就是說(shuō)在10年之后AMD在工藝上終于再一次跟Intel同臺(tái)競(jìng)技了，年底的好戲可不容錯(cuò)過(guò)。