去年10月份AMD宣布3.71億美元出售在中國江蘇、馬來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業務轉型的一部分，這是繼2009年拆分晶圓制造業務之后AMD再一次出售半導體工廠，他們將徹底轉變為無晶圓公司——這距離AMD創始人桑德斯的名言“好漢要有自己的晶圓廠”已經過去了23年。

　　半導體工藝對處理器影響至關重要，可以說是決定了處理器的性能、功耗水平，此前我們的超能課堂Intel為何吊打AMD，先進半導體工藝帶來什么？一文中介紹了先進工藝給處理器帶來的種種優勢，不過Intel為何吊打AMD的問題我們還沒回答完——Intel從什么時候開始制程工藝全面領先AMD的？

　　為了解答這個問題，這次的超能課堂文章中我們統計了AMD、Intel處理器的工藝升級路線圖，上古時代的奔騰處理器就不說了，我們以2000年的奔騰4處理器為起點，對比了這16年來雙方代表性的處理器及工藝變化，如下圖所示：

　　AMD、Intel處理器工藝升級路線圖

　　2000年Intel首次推出了奔騰4處理器，第一款核心是基于Willamette架構的，制程工藝是180mm（0.18um）。同時代的AMD在工藝上并不差，當年的雷鳥核心Athlon同樣是180nm工藝的。此后，整個奔騰4時代，AMD的處理器工藝都不比Intel落后，架構性能甚至更領先，在2003年首發64位K8架構發布之后尤其如此，這種情況一直持續到2006年Intel推出了Core 2 Duo處理器（“扣肉”架構最早用于移動處理器，C2D品牌時才用到桌面版）。

　　雖然奔騰4之后的Core架構公認是Intel的翻身之作，性能、能效表現上佳，但那時候AMD、Intel的工藝水平并沒有代差，工藝領先的第一個轉折點出現在2008年，Intel不僅推出了Nehalem架構，處理器也升級45nm工藝， 彼時AMD推出的K10架構Phenom處理器還在使用65nm工藝。

　　Intel的Tick-Tock戰略

　　那時候，Intel不僅更換了Core i7/i5/i3這樣簡單好記的處理器品牌，制程工藝上也開始“開掛”，宣布了著名的Tick-Tock戰略——工藝、架構隔代升級，2年一個周期，從2007年45nm工藝的Penryn處理器開始算起（移動處理器架構，第一個使用45nm工藝的），2008年推出了Nehalem架構，2010年推出了32nm工藝的Westmere處理器（首次使用HKMG工藝），接著就是大部分開始熟悉的SNB、IVB、Haswell、Broadwell及最新的Skylake了。

　　在最近幾代Tick-Tock升級中，IVB處理器的地位最為獨特——它屬于Tick環，也是工藝升級m，但是Intel對它的描述是“不只是Tick+”，因為該節點Intel除了升級到22nm工藝之外還量產了3D晶體管工藝，其他半導體公司的叫法是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%；提高了晶體管開關速度；對于給定的晶體管則有更高的驅動電流；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大步升級制程工藝的同時，AMD這時候卻做出了驚人的決定——多年的重負之下AMD終于選擇了拆分晶圓業務，與阿布扎比高級技術投資公司（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最終變成了獨立晶圓代工公司。

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

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

　　但是AMD的模塊多核并沒有成功——至少沒有AMD預期的那般成功，2011年底推土機的32nm SOI在32nm工藝的SNB面前并不算落后，但是推土機性能表現不盡如人意，功耗也不如SNB那么優秀。更悲劇的是，GF拆分出去之后對新工藝的掌握一直不穩定，不論產能還是性能都滿足不了AMD的要求（這個坑其實還是AMD自己挖的，沒拆分之前工藝已經開始落后了）。

　　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Piledriver打樁機也是32nm SOI工藝，之后AMD的第一代APU處理器Llano也用的是32nm SOI工藝，也堅持了三代產品，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的制程工藝已經拉開三代差距了——AMD在32nm SOI工藝之后就不再升級FX高性能處理器了，每年只有零星的新型號發布而已，但架構、工藝依然沒變，Intel已經發展到14nm工藝了。

　　公平來講，AMD在半導體制程上也不是沒有高技術，在Intel未量產3D晶體管工藝之前，SOI（絕緣體上硅）技術一直是AMD處理器的獨家秘方，在晶體管之間加入絕緣體可以減少離散電容，更容易提升開關頻率，CPU速度可提升20-50%，同時還可以減少漏電流，降低功耗。

　　SOI技術主要是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節點開始轉向傳統的體積硅工藝。

　　
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　　總結：10年輪回，AMD年底等來了新工藝

　　硅谷硬漢桑德斯創立了AMD，并主政AMD 30多年，他對AMD影響固然深遠，寧愿虧損也要自己建晶圓廠的勇氣值得欽佩，但時代不一樣了，前任CEO的名言也不是金科玉律，AMD放棄晶圓廠進而放棄封裝廠的做法有他們自己的考慮，外人的評價對他們來說并不重要，維持先進的制造工藝對AMD來說耗費太大了，實際上就連藍色巨人IBM都放棄晶圓廠了，甚至是巨資補貼才找到GlobalFoundries接手。

　　在半導體制造上，AMD當初也是跟Intel并駕齊驅的，但在多年累積之后，AMD的工藝升級已經慢下來了，轉折點就發生2008年前后，Intel提出了Tick-Tock戰略，CPU工藝、架構明確了2年一次升級，而AMD當時正在拆分晶圓廠，K8架構之后的K10架構出師不利，接下來的推土機架構同樣沒有達到預期目標，拆分出來的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Intel是靠著Tick-Tock戰略才在工藝上戰勝了AMD，實際上這個因果關系是顛倒過來的——正因為Intel在半導體技術上有深厚的積累，才能推出2年升級一次的Tick-Tock戰略。相比之下，AMD的情況就糟糕了許多，他們每年的營收僅為Intel的零頭，價格戰導致盈利水平更是堪憂，而半導體工廠投資越來越高，一座300mm晶圓廠通常要花費50-100億美元，而且折舊率很高，維持先進工藝需要不斷升級，AMD無力維持如此龐大的開支也是正常的。

　　此外，AMD在K8之后的K10、推土機架構都不給力，無法重現當年Athlon處理器高性能、高能效的輝煌，而Intel在P4架構之后推出的Conroe、Nehalem等架構奠定了今日的基礎，更有先進工藝輔助，率先量產了3D晶體管工藝，這些都遠遠甩開了AMD公司。

　　如今風水輪流轉，Intel的Tick-Tock戰略這兩年也停擺了，AMD雖然硬拖著32nm SOI沒升級，但GF在放棄自家14nm-XM工藝轉而接受三星14nm FinFET工藝之后也靠譜多了，AMD煎熬了幾年之后總算等來了Zen架構處理器，制程工藝也是14nm FinFET的，與Intel今年的Kaby Lake處理器處于同一級別，也就是說在10年之后AMD在工藝上終于再一次跟Intel同臺競技了，年底的好戲可不容錯過。