制程工艺到达临界点 谁将成为半导体行业未来领军者？

在即将过去的2016年，整个IT行业在不断接受新的挑战和革新。2016年半导体行业最大的新闻并不是哪家的制程更新了，而是哪家被谁收购了。诚然，在半导体日益受到重视的今天，所有的动作都被聚光灯笼罩。收购的目的在于资源整合，制造商可以为用户定制定位更加精准、体积更小的产品，这也是半导体制程微缩的最大目的以及存在的意义。

2016年处理器制程微缩的情况

2016年的处理器制程并没有出现过大的改革，依旧在延续着2015年的14nm/16nm制程。苹果的A10处理器依旧采用台积电的16nm FinFET工艺，高通骁龙820、821则将骁龙810的20nm制程提升到14nm工艺。虽然台积电和三星都宣称它们转进到14nm和16nm制程之中，不过在实际的使用中，台积电与三星的技术工艺并没有达到14/16nm，它们实际上是将原来20nm工艺的改良版成为14nm/16nm，明年的10nm才是真正意义上的制程更新。而他们两家之间的制程争夺也渐趋白日化。

苹果A10处理器

在桌面级处理器方面，由于英特尔的Tick-Tock战略失效，他们不得不将原有的制程更新时间延长到3年，不过在经历了Broadwell跳票之后，英特尔终于在2016年将民用级的SkyLake处理器中将制造工艺提升到14nm。与台积电、三星不同的是，英特尔作为半导体巨头，他们的14nm制程是已经达到了制程要求，这也是为什么台积电、三星在争着10nm谁先出货，而英特尔无动于衷的原因。

半导体制程工艺来到了临界点已经是众所周知的事情，从英特尔的22nm升级到14nm就用了三年时间，而今后的制程更新时间会越来越长，如何让芯片更加节能、体积更小成为半导体的热门话题。在微缩制程脚步变慢的时候，处理器厂商开始在封装技术上进行攻关。台积电之所以可以在三星手上抢走全部的A10处理器订单，得益于台积电的扇出型晶圆封装技术(InFO)，让封装完成的处理器可以减少20%的体积、降低40%的功耗。

光刻机

制程微缩依然还要继续，毕竟制程微缩还是半导体进步中重要一个方法。要进一步微缩制程，就必须要提到一个重要的工具——光刻机。目前的半导体所使用的光刻机是深紫外光(DUV)，深紫外光光刻机在28nm后到达了极限，20nm就需要通过二次刻蚀的方法来微缩制程工艺，但多次刻蚀并不是微缩制程的最佳方法，因为成本实在太高了。20nm制程之内的开始使用EUV(极紫外光)光刻机，它的线宽为10~15nm，在理论上可以应用到7nm以内的制程工艺上。

除了光刻机的改进之外，半导体制造商还在积极寻求另外一种解决办法，那就是放弃传统的2D平面技术，转进到3D立体中。从2D转进到3D已经有了成功的实例，NAND闪存已经成功了，而且在不断地加强层数堆栈，所以3D技术也是未来发展的重点。

ARM架构加入服务器处理器市场竞争

今年ARM的大新闻除了被软银收购之外，另外一个重大新闻就是有基于ARM架构处理器厂商即将加入服务器处理器市场的争夺。对于近些年在服务器市场一家独大的英特尔来说，基于ARM指令设计的集处理器是X86架构处理器的挑战者，虽然英特尔早就开始布局物联网，不过ARM还是会让他们感到担忧的。因为物联网在今后将会是互联网的核心，而云计算就是物联网的大脑。

服务器平台

虽然这几年英特尔在服务器市场一家独大，不过英特尔服务器处理器也存在着一定的水土不服，内存容量、I/O和处理性能不成比例的问题确实存在，在这方面，ARM处理器的表现则更加出色。X86处理器的性能强大，主要是其采用了不等长的指令集(CISC)，在执行效率方面更高；ARM架构的处理器采用等长的指令集(RISC)，在寻找指令集方面更为迅速。不过指令集只是处理器性能中一部分，另外一个重要的部分就是指令集的执行优化了。

编辑感言：时至今日，半导体已经成为我们生活中不能或缺的一部分，无论是电视机还是智能移动设备都有它的身影。而中央处理器(CPU)则是它最前沿的战场，制程工艺的更新以及性能的比拼就可以看得到。移动处理器的开发设计都需要得到ARM的许可，而英特尔并不需要，x86架构的专利及技术就掌握在他们手中。在沉寂已久的服务器市场，AMD希望Zen架构能够为他们带来足够的支持，撼动英特尔霸主地位；而ARM则希望通过自己苦苦建立的移动处理器市场，将触觉延伸到服务器市场。谁又能成为今后的半导体领军者，或许就在这一战之后揭晓。