回顾16年来AMD、Intel处理器工艺升级路线图
去年10月份amd宣布3.71亿美元出售在中国江苏、马来西亚槟城的封装工厂给南通富士通公司，amd只保留15%的股份，并获得了3.2亿美元的收益，本月初amd宣布完成了与南通富士通公司的交易。出售封装厂是amd业务转型的一部分，这是继2009年拆分晶圆制造业务之后amd再一次出售半导体工厂，他们将彻底转变为无晶圆公司——这距离amd创始人桑德斯的名言“好汉要有自己的晶圆厂”已经过去了23年。
半导体工艺对处理器影响至关重要，可以说是决定了处理器的性能、功耗水平，此前我们的超能课堂intel为何吊打amd，先进半导体工艺带来什么？一文中介绍了先进工艺给处理器带来的种种优势，不过intel为何吊打amd的问题我们还没回答完——intel从什么时候开始制程工艺全面领先amd的？
为了解答这个问题，这次的超能课堂文章中我们统计了amd、intel处理器的工艺升级路线图，上古时代的奔腾处理器就不说了，我们以2000年的奔腾4处理器为起点，对比了这16年来双方代表性的处理器及工艺变化，如下图所示：
amd、intel处理器工艺升级路线图
2000年intel首次推出了奔腾4处理器，第一款核心是基于willamette架构的，制程工艺是180mm（0.18um）。同时代的amd在工艺上并不差，当年的雷鸟核心athlon同样是180nm工艺的。此后，整个奔腾4时代，amd的处理器工艺都不比intel落后，架构性能甚至更领先，在2003年首发64位k8架构发布之后尤其如此，这种情况一直持续到2006年intel推出了core 2 duo处理器（“扣肉”架构最早用于移动处理器，c2d品牌时才用到桌面版）。
虽然奔腾4之后的core架构公认是intel的翻身之作，性能、能效表现上佳，但那时候amd、intel的工艺水平并没有代差，工艺领先的第一个转折点出现在2008年，intel不仅推出了nehalem架构，处理器也升级45nm工艺， 彼时amd推出的k10架构phenom处理器还在使用65nm工艺。
intel的tick-tock战略
那时候，intel不仅更换了core i7/i5/i3这样简单好记的处理器品牌，制程工艺上也开始“开挂”，宣布了著名的tick-tock战略——工艺、架构隔代升级，2年一个周期，从2007年45nm工艺的penryn处理器开始算起（移动处理器架构，第一个使用45nm工艺的），2008年推出了nehalem架构，2010年推出了32nm工艺的westmere处理器（首次使用hkmg工艺），接着就是大部分开始熟悉的snb、ivb、haswell、broadwell及最新的skylake了。
在最近几代tick-tock升级中，ivb处理器的地位最为独特——它属于tick环，也是工艺升级m，但是intel对它的描述是“不只是tick+”，因为该节点intel除了升级到22nm工艺之外还量产了3d晶体管工艺，其他半导体公司的叫法是finfet工艺，原理上都类似，就是把晶体管从平面变成了3d立体式的。
3d晶体管带来的好处就是：与bulk、半耗尽型pdsoi、全耗尽型fdsoi工艺相比，较低的电压下性能提升37%，同性能下功耗减少50%；提高了晶体管开关速度；对于给定的晶体管则有更高的驱动电流；成本上只增加了2-3%，相比fdsoi工艺增加10%的成本而言大大降低。
在intel大步升级制程工艺的同时，amd这时候却做出了惊人的决定——多年的重负之下amd终于选择了拆分晶圆业务，与阿布扎比高级技术投资公司（atic）成立了globalfoundries（格罗方德）公司，amd占股1/3，但随后amd不断减持，最终在2011年抽身，被称为amd女朋友的gf最终变成了独立晶圆代工公司。
此后，amd在k10架构tlb问题之后推出了改进版的phenom ii处理器（虽然大家说是k10二代架构，但官方表示只有1个k10架构），制程工艺是45nm soi。
2011年amd在k10架构之后拿出了“革命性”的推土机（bulldozer）模块化架构，与当时主流的x86架构相比，amd的模块多核架构很有前瞻性，理念还是很超前的，fx-8150还成为首款桌面8核处理器，制程工艺也升级到了32nm soi。
但是amd的模块多核并没有成功——至少没有amd预期的那般成功，2011年底推土机的32nm soi在32nm工艺的snb面前并不算落后，但是推土机性能表现不尽如人意，功耗也不如snb那么优秀。更悲剧的是，gf拆分出去之后对新工艺的掌握一直不稳定，不论产能还是性能都满足不了amd的要求（这个坑其实还是amd自己挖的，没拆分之前工艺已经开始落后了）。
amd的高性能工艺自此就停留在了32nm soi这一代上了，第二代模块化架构piledriver打桩机也是32nm soi工艺，之后amd的第一代apu处理器llano也用的是32nm soi工艺，也坚持了三代产品，直到2014年的kaveri apu上才换了gf的28nm shp工艺，并沿用至今。
如今intel与amd的制程工艺已经拉开三代差距了——amd在32nm soi工艺之后就不再升级fx高性能处理器了，每年只有零星的新型号发布而已，但架构、工艺依然没变，intel已经发展到14nm工艺了。
公平来讲，amd在半导体制程上也不是没有高技术，在intel未量产3d晶体管工艺之前，soi（绝缘体上硅）技术一直是amd处理器的独家秘方，在晶体管之间加入绝缘体可以减少离散电容，更容易提升开关频率，cpu速度可提升20-50%，同时还可以减少漏电流，降低功耗。
soi技术主要是amd及ibm晶圆厂在用，intel一直拒绝使用soi工艺，但是32nm工艺之后amd也放弃soi工艺了，28nm节点开始转向传统的体积硅工艺。
总结：10年轮回，amd年底等来了新工艺
硅谷硬汉桑德斯创立了amd，并主政amd 30多年，他对amd影响固然深远，宁愿亏损也要自己建晶圆厂的勇气值得钦佩，但时代不一样了，前任ceo的名言也不是金科玉律，amd放弃晶圆厂进而放弃封装厂的做法有他们自己的考虑，外人的评价对他们来说并不重要，维持先进的制造工艺对amd来说耗费太大了，实际上就连蓝色巨人ibm都放弃晶圆厂了，甚至是巨资补贴才找到globalfoundries接手。
在半导体制造上，amd当初也是跟intel并驾齐驱的，但在多年累积之后，amd的工艺升级已经慢下来了，转折点就发生2008年前后，intel提出了tick-tock战略，cpu工艺、架构明确了2年一次升级，而amd当时正在拆分晶圆厂，k8架构之后的k10架构出师不利，接下来的推土机架构同样没有达到预期目标，拆分出来的gf公司初期在制程工艺上一直不成熟，amd也深受其害。
但是我们并不能说intel是靠着tick-tock战略才在工艺上战胜了amd，实际上这个因果关系是颠倒过来的——正因为intel在半导体技术上有深厚的积累，才能推出2年升级一次的tick-tock战略。相比之下，amd的情况就糟糕了许多，他们每年的营收仅为intel的零头，价格战导致盈利水平更是堪忧，而半导体工厂投资越来越高，一座300mm晶圆厂通常要花费50-100亿美元，而且折旧率很高，维持先进工艺需要不断升级，amd无力维持如此庞大的开支也是正常的。
此外，amd在k8之后的k10、推土机架构都不给力，无法重现当年athlon处理器高性能、高能效的辉煌，而intel在p4架构之后推出的conroe、nehalem等架构奠定了今日的基础，更有先进工艺辅助，率先量产了3d晶体管工艺，这些都远远甩开了amd公司。
如今风水轮流转，intel的tick-tock战略这两年也停摆了，amd虽然硬拖着32nm soi没升级，但gf在放弃自家14nm-xm工艺转而接受三星14nm finfet工艺之后也靠谱多了，amd煎熬了几年之后总算等来了zen架构处理器，制程工艺也是14nm finfet的，与intel今年的kaby lake处理器处于同一级别，也就是说在10年之后amd在工艺上终于再一次跟intel同台竞技了，年底的好戏可不容错过。
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2000年intel首次推出了奔腾4处理器，第一款核心是基于willamette架构的，制程工艺是180mm（0.18um）。同时代的amd在工艺上并不差，当年的雷鸟核心athlon同样是180nm工艺的。此后，整个奔腾4时代，amd的处理器工艺都不比intel落后，架构性能甚至更领先，在2003年首发64位k8架构发布之后尤其如此，这种情况一直持续到2006年intel推出了core 2 duo处理器（“扣肉”架构最早用于移动处理器，c2d品牌时才用到桌面版）。
虽然奔腾4之后的core架构公认是intel的翻身之作，性能、能效表现上佳，但那时候amd、intel的工艺水平并没有代差，工艺领先的第一个转折点出现在2008年，intel不仅推出了nehalem架构，处理器也升级45nm工艺， 彼时amd推出的k10架构phenom处理器还在使用65nm工艺。
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那时候，intel不仅更换了core i7/i5/i3这样简单好记的处理器品牌，制程工艺上也开始“开挂”，宣布了著名的tick-tock战略——工艺、架构隔代升级，2年一个周期，从2007年45nm工艺的penryn处理器开始算起（移动处理器架构，第一个使用45nm工艺的），2008年推出了nehalem架构，2010年推出了32nm工艺的westmere处理器（首次使用hkmg工艺），接着就是大部分开始熟悉的snb、ivb、haswell、broadwell及最新的skylake了。
在最近几代tick-tock升级中，ivb处理器的地位最为独特——它属于tick环，也是工艺升级m，但是intel对它的描述是“不只是tick+”，因为该节点intel除了升级到22nm工艺之外还量产了3d晶体管工艺，其他半导体公司的叫法是finfet工艺，原理上都类似，就是把晶体管从平面变成了3d立体式的。
3d晶体管带来的好处就是：与bulk、半耗尽型pdsoi、全耗尽型fdsoi工艺相比，较低的电压下性能提升37%，同性能下功耗减少50%；提高了晶体管开关速度；对于给定的晶体管则有更高的驱动电流；成本上只增加了2-3%，相比fdsoi工艺增加10%的成本而言大大降低。
在intel大步升级制程工艺的同时，amd这时候却做出了惊人的决定——多年的重负之下amd终于选择了拆分晶圆业务，与阿布扎比高级技术投资公司（atic）成立了globalfoundries（格罗方德）公司，amd占股1/3，但随后amd不断减持，最终在2011年抽身，被称为amd女朋友的gf最终变成了独立晶圆代工公司。
此后，amd在k10架构tlb问题之后推出了改进版的phenom ii处理器（虽然大家说是k10二代架构，但官方表示只有1个k10架构），制程工艺是45nm soi。
2011年amd在k10架构之后拿出了“革命性”的推土机（bulldozer）模块化架构，与当时主流的x86架构相比，amd的模块多核架构很有前瞻性，理念还是很超前的，fx-8150还成为首款桌面8核处理器，制程工艺也升级到了32nm soi。
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