工艺制程都是14nm，中芯国际追上英特尔了吗？

茶中凉月

12 月 8 日点开半导体某行业大号，一个关于中芯国际的好消息扑面而来，题目如下图。


说实话，仅看标题就很振奋，中芯国际的工艺制程竟然已追上英特尔，老五追上老大，这速度可以！对英特尔来说，工艺制程被台积电接连甩开，芯片性能被 AMD 一再吊打，曾经的好伙伴苹果也甩手而去，2020 年不顺心的日子随手抓起来就是一大把，现在又添上中芯国际，日子真有种没法过的味道。
然而，点开标题却是 " 该内容已被发布者删除 "。


白高兴无疑了。
作为行业媒体，不可能空穴来风，一定有什么蛛丝马迹引发了猜想。查了查，还真有。12 月 4 日，有投资者在互动平台向中芯国际提问 " 请问近来公司 7nm 产品生产研发进展如何？在国内外将产生怎样的影响？"
不买股票的可能无法理解这句话背后的心情，尤其对中芯国际 IPO 上市第一天就上车的股民，7nm 工艺面世意味着在山顶站岗的日子终于要结束了，毕竟台积电 5nm 工艺制程刚投产，7nm 大规模量产，中芯国际 7nm 工艺面世的话，和台积电的差距缩小，公司估值将进一步提升。
然而现实比较骨感。
公司的回答是，第一代 FinFET（鳍状晶体管）14nm 在 2019 年四季度进入量产，第二代 FinFET 已进入小量试产。


回答中的 " 第二代 FinFET" 很容易引起联想，也是媒体报道容易出错的地方。因为 " 第二代 FinFET" 就是中芯国际下一代 "N+1" 工艺。在公司 2019 年第四季度财报会议上，梁孟松博士透露的 N+1 信息为，在功耗和稳定性方面，N+1 和 7nm 工艺非常相似。
换句话说，" 第二代 FinFET" 等于 "N+1" 约等于 7nm，也就是 " 第二代 FinFET" 约等于 7nm。联系到英特尔的工艺制程目前最高是 10nm，所以结论就是：中芯国际工艺已追上英特尔。
上面结论的逻辑看起来丝丝入扣，实际是大错特错，因为台积电的 X nm 和英特尔的 X nm 完全是两码事，直接套数字会驴唇不对马嘴。
英特尔 14nm+++ 工艺制程和台积电 7nm 工艺制程，在数字上差出一倍，看起来后者应该更厉害才是，然而电子显微镜下，两种工艺制造的晶体管栅格仅差 2nm，英特尔 14nm+++ 的晶体管栅格宽度为 24nm，台积电 7nm 的晶体管栅格宽度为 22nm。


说实话，不到 9% 的差距，说 7nm 是 14nm++++ 都有点勉强。考虑到英特尔的 14nm+++ 是 14nm++ 的小改款，而 14nm++ 相对于 14nm、14nm+ 也是挤牙膏产品（见下图），所以台积电的 7nm 和英特尔的 14nm 相比，优势不会太大，这也是英特尔一直不服台积电的原因，有机会就强调比工艺制程先进与否，别比什么 Xnm，有本事比晶体管密度。


为何芯片制造工艺标准会如此混乱？答案和代工企业的宣传策略有关。
在台积电的对外宣传中，7nm 制程工艺有三个版本：
第一种是初代 7nm，由 DUV（深紫外）光刻机制造，俗称 N7，改良自 10nm；
第二种是 N7 的升级版，仍使用 DUV 光刻机，俗称 N7P；
第三种是真正的 7nm，首次引入 EUV（极紫外）光刻机制造，即 N7+。
骁龙 855、麒麟 980 的工艺采用 N7，骁龙 865 采用 N7P，麒麟 990 则采用 N7+。当时高通华为为争抢 7nm 首发，抢得头破血流，就和 7nm 的宣传噱头有关，但没有 EUV 光刻机加持的 7nm 都是 10nm 的各种马甲改良版，原因很简单，ASML 最先进的 DUV 光刻机 TWINSCAN NXT：2000i 的分辨率，最高只能到 38nm。


但普通用户不知道这些太专业的东西，以为只要是 7nm 就是好，于是用户、商家、代工厂皆大欢喜。
总之，英特尔的 14nm 和台积电的第一代 7nm 差距微乎其微。真正让台积电拉开与英特尔工艺制程差距的，是 EUV 光刻机制造的 7nm。英特尔 14nm 工艺的晶体管密度大约是 0.373 亿个 / 平方毫米，10nm 工艺的则增加了 1.7 倍，达到 1.008 亿个 / 平方毫米，与台积电 EUV 7nm（第三代 7nm 工艺）的相当。
中芯国际的技术人才班底来自台积电，梁孟松有过台积电、三星任职经历，所以 "N+1" 也就是 14nm+，工艺制程应该略高于台积电的 16nm，显然和英特尔的 14nm 是完全不能比的，毕竟英特尔的 14nm 相比台积电的第一代 7nm，差距都不算大。
前面的信息还提到，中芯国际的回复中有 " 第二代 FinFET" 字样，由于芯片的性能与晶体管结构和工艺制程有直接关系，那么第二代 FinFET 是否意味着可以和英特尔掰掰手腕呢？答案是也不行。
英特尔的 FinFET 和中芯国际的 FinFET 有所不同，是自成一家，不对外授权，而且目前英特尔已经应用到第三代 FinFET，仅代数上就要更高一级。


正因为如此，梁孟松对对 N+1 和 7nm 的界定是，在功耗和稳定性方面非常相似，而不是相同，也没有提及性能，这种措辞其实已经给出了谁更强的答案。英特尔虽然近年来在挤牙膏，但芯片大户的家底还是在的。