最近一段時(shí)間，關(guān)于最新一批ARMv8架構(gòu)處理器的討論相當(dāng)?shù)亩啵碌奶幚砥骷軜?gòu)可以帶來更高的主頻和更少的能源消耗，同時(shí)GPU也伴隨著比較大的進(jìn)步。不過關(guān)于移動(dòng)處理器的大小已經(jīng)大小的改變?nèi)绾斡绊懩茉葱实氖褂茫瑓s很少有人關(guān)注。

　　雖然芯片的尺寸并不是衡量一款處理器好壞最重要的因素，但是更小的體積和更高效的節(jié)點(diǎn)可以帶來一些額外的電池續(xù)航壽命，同時(shí)還能讓芯片的造價(jià)更低。因此，很多芯片廠商在未來的幾年里都會(huì)更加關(guān)注于處理器的工藝以及體積變化。

　　處理器制造工藝

　　在進(jìn)一步深入討論之前，我們可以回顧一下處理器的制造工藝。從本質(zhì)上來說，處理器的制造過程和工藝代表了處理器是如何創(chuàng)建、以及它的大小和使用了何種技術(shù)。

　　當(dāng)我們談到處理器的大小和制造工藝時(shí)，總會(huì)看到nm（納米）這個(gè)詞。在這種情況下，nm這個(gè)數(shù)字代表了CPU或GPU中單個(gè)晶體管的大小。通常的規(guī)則是晶體管尺寸越小、彼此之間的距離就越短，能源消耗也就更低。另外，體積變小也會(huì)讓生產(chǎn)成本越低。因?yàn)橐坏┻_(dá)到了某種收益率的標(biāo)準(zhǔn)，廠商制造出每個(gè)芯片所使用的硅原料也就越少。然而，不同的處理器擁有不同的晶體管尺寸，因此這是制造商們必須要考慮的事情。

　　至于制造工藝的過程，首先要在晶體管里摻雜硅片，讓其擁有不同的導(dǎo)電特性，然后晶體管逐漸通過微觀電解質(zhì)層（絕緣）連接到電阻層，這就是芯片的創(chuàng)建原理。而非照片電阻層部分（表層）則用透鏡通過紫外線利用微弱的光點(diǎn)提高光線的亮度。

　　而準(zhǔn)確的工藝都是讓芯片尺寸變小必不可少的條件，新技術(shù)的突破可以讓處理器變得更小、更高效。

　　移動(dòng)芯片尺寸的演變

　　從早期的Android手機(jī)開始，移動(dòng)芯片的體積已經(jīng)大幅縮小了。2008年問世的HTCDream，也被稱作T-Mobile G1，當(dāng)時(shí)配備了65nm工藝的高通MSM7201A處理器，主頻只有528MHz。而早期其它的Android手機(jī)則使用了德州儀器的芯片，比如摩托羅拉Droid。而HTC Nexus One當(dāng)時(shí)則使用的是驍龍S1處理器，采用了比較先進(jìn)的65nm工藝。

　　在2010年年初，NVIDIA帶來了采用40nm工藝的Tegra 2芯片，而隨后高通驍龍S2和三星首款Exynos處理器也都使用了45nm的工藝。

　　不過，這樣的趨勢(shì)并不代表移動(dòng)芯片工藝一直以兩倍的速度提高。比較近期的NVIDIA Tegra 3仍然還在使用40nm生產(chǎn)工藝，而三星的Exynos 4212已經(jīng)提高到32nm。而無論是高通還是三星，在2012年年中都停留在了28nm工藝。

　　從那時(shí)起，高通的驍龍系列和NVIDIA的Tegra芯片都一直在使用28nm制造工藝，包括去年的驍龍805和Tegra K1等，這也標(biāo)志著近兩年，移動(dòng)芯片的制造工藝進(jìn)步已經(jīng)非常緩慢。現(xiàn)在，三星已經(jīng)成功的處于領(lǐng)先的地位，最新量產(chǎn)的Exynos 5430和5433分別被使用到Galaxy Alpha和Galaxy Note 4上，工藝提升到了20nm級(jí)別。而PC芯片巨頭英特爾在移動(dòng)領(lǐng)域雖然一直水土不服，但旗下的Bay Trail芯片也使用了22nm工藝。

　　對(duì)于2015的期待

　　盡管最近幾年移動(dòng)芯片的尺寸沒有明顯的變化，但是我們還是看到了在性能方面的改善。全新的64位ARM Cortex-A57和A53核心在今年將會(huì)為移動(dòng)設(shè)備帶來更高的性能和能源的更高效利用。首先，新的核心設(shè)計(jì)已經(jīng)經(jīng)過了全面改善，其次現(xiàn)在高通和三星都已經(jīng)具備了20nm工藝的量產(chǎn)能力。

　　臺(tái)積電將會(huì)為高通代工驍龍808和810，而在今年的大批旗艦智能手機(jī)和平板電腦上都會(huì)看到它們的身影。而三星的Exynos 7410將會(huì)繼續(xù)使用20nm工藝，就像Exynos 5430和5433一樣。而另一股不可忽視的力量則是聯(lián)發(fā)科，雖然目前量產(chǎn)的處理器還是28nm，但是旗艦級(jí)處理器已經(jīng)提升到了20nm。

　　另外，16nm工藝也會(huì)成為今年的另外一大話題，比如臺(tái)積電目前已經(jīng)具備了這樣的能力。雖然在年初臺(tái)積電就已經(jīng)開始量產(chǎn)16nm工藝芯片，但是等到大批量被應(yīng)用到產(chǎn)品中，還需要等到年底或2016年年初。

　　同時(shí)英特爾和三星也具備了14nm工藝的生產(chǎn)能力。三星今年已經(jīng)宣布聯(lián)手GlobalFoundries開始部署14nm芯片的生產(chǎn)，并且目前已經(jīng)開始進(jìn)行了嘗試。不過，搭載14nm工藝芯片的三星智能手機(jī)或平板電腦不太可能在2015年亮相。而英特爾的Cherryview以及Broxton平臺(tái)也計(jì)劃在2015年之后亮相，并且從目前來看極具吸引力。

　　臺(tái)積電的7nm

　　當(dāng)然，芯片的工藝不會(huì)停留在14/16nm工藝水平，所有的主流廠商都盯上了10nm甚至更先進(jìn)的工藝。目前ARM已經(jīng)開始和臺(tái)積電合作，在2016年開始生產(chǎn)10nm工藝新品。而繼英特爾之后，臺(tái)積電也表示開始進(jìn)軍7nm工藝領(lǐng)域，并且在不遠(yuǎn)的將來就會(huì)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)歐洲最大的芯片制造設(shè)備廠商ASML NV表示，目前臺(tái)積電已經(jīng)計(jì)劃購買兩種最先進(jìn)的EUV掃描儀，而很有可能在2016年用來提高光刻的精度，縮小節(jié)點(diǎn)距離。

　　雖然目前的光刻掃描儀是10nm水品，但是同樣可以通過擴(kuò)大規(guī)模提升工藝。臺(tái)積電計(jì)劃最早在2018年開始投產(chǎn)7nm工藝產(chǎn)品。而作為世界上最大的芯片廠商，英特爾也表示已經(jīng)找到了制造7nm工藝新品的新方法。

　　從目前的情況來看，現(xiàn)在處于主流的20nm工藝的“壽命”將會(huì)要比之前的28nm工藝短了多，而到了明年，主流的芯片工藝將會(huì)保持在20nm工藝水平。