關鍵之中的關鍵：半導體工藝1 r9 u/ P4 g7 J) G( Q' d: H3 Q
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通過改進處理器微架構來獲得性能提升是最體面的方法，也是最難的方法。tvb now,tvbnow,bttvb. b+ h8 l+ L- K# Z! F
' }, L& e: Q4 i# V$ rTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。從40年前的英特爾4004，再到今天的酷睿i7，IPS（每週期指令吞吐量）也就是從1提升到2再提升到3的進步。tvb now,tvbnow,bttvb+ ]) Z8 W1 [0 J( K) J
6 F! C$ j( V% [+ \3 L. U/ \' h再往上，就撞到了難以踰越的功耗之牆。5 ~ y6 E% C9 c; |% [
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TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。/ t4 h. d) k4 ^
6 E0 _8 b- k+ G, y& t2 F公仔箱論壇如何打破這堵高高的牆壁？答案只有一個：更好的工藝。對於ARM而言尤其如此。
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5年前的ARM11處理器還在使用老掉牙的130nm普通CMOS工 藝。而最近一到兩年，, |* G* ]9 z$ J! R& J+ m( l
- L/ `2 k' H* H/ w' f$ ltvb now,tvbnow,bttvb由於無法從核心上搾取更多的油水，業界開始用越來越新的工藝製作最先進的ARM處理器，; Y% y1 r' E& E+ O9 G
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從45nm到32nm甚至現在的 28nm，ARM處理器在工藝上的進步速度要遠超同期PC處理器。
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正是這些新工藝，支撐著ARM處理器在近幾年內以每年200%的速度在提升。
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( Z) r2 l2 u( d0 @% M$ K8 _- NTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。但是提到工藝，我們就不得不再一次提到一個詞：極限。
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沒錯，通過超量應用工藝，我們獲得了超量的性能提升，但是工藝的儲備並不是無窮無盡的，
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現在的我們已經走在了工藝的極限上。如果是傳統的工程極限，隨著新技術和新方法的發明，
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4 N8 E& a4 W5 m- V. S5.39.217.76最終都可以實現突破，但是工藝面臨的這道極限的背後是物理定律。
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8 o- a# l1 H( M8 X: v% ?2 Otvb now,tvbnow,bttvb在28nm以後，晶體管實在是太小了，小到我們必須重新梳理物理定律，才能準確掌握它的物理性質。* M; A9 h; s6 Y6 O/ w% Z
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隨著半導體工藝線寬邁入20nm以下，集成電路中的某些結構已經開始邁入介觀和微觀之間的灰色地帶。公仔箱論壇3 O( Z, _/ Y8 g6 ?4 _1 P
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對於微觀世界，也就是量子世界，人們目前所掌握的物理學，並不能給出太多具備足夠工程價值的答案。" Q2 l6 ~. ?: ^' }
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也許你很難想像，現代為處理器所使用的晶體管，其柵極漏電的很大一部分原因已經是量子隧穿效應。
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這是因為對於一個線寬只有30nm的晶體管而言，
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( E+ Z; m0 c E' `% X- ~* K6 M# e5 V$ `它的柵極絕緣材料的厚度只有不到2nm，也就是說，只有不到10層原子的厚度。
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+ L5 b( K s& u0 Ltvb now,tvbnow,bttvb而工藝最先進的英特爾，其量產晶體管的柵極絕緣層厚度已經不到1nm，只有5 層原子的厚度。* w3 M8 ~, V7 Z* g" D
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9 p6 B! c% B5 E( V在這樣的規模下，宏觀的物理定律已經有相當程度的失效，這個規模的晶體管會做出什麼行為？公仔箱論壇4 J, T+ M e2 j/ ~+ Y. x
, L. [$ w1 `8 P* z3 ITVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。更多的只能靠猜測，靠無數次的實驗。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ J5 q; g# z8 g* Q: Z$ b; e" \
) D% z. U( n2 P9 }% S, S公仔箱論壇當經典物理定律失效，人們需要在盲目的實驗中找到解決方案時，進步的速度就變得不再可以預測。tvb now,tvbnow,bttvb# p( u; g2 o- t& |$ i. Y* ^# w
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$ W4 |' \1 N- K) p8 z! }' Utvb now,tvbnow,bttvb2013年已經是28nm的時代，按照預測，2014年業界就將往20nm邁進。但是這一步能順利走出去麼？tvb now,tvbnow,bttvb5 V3 O( V; L9 e& N; D# q9 n. B9 o
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相信沒人對此能有足夠的信心。作為世界上最大的代工廠，9 l+ C$ x. x1 T/ Q+ k! K2 R) L$ |
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台積電TSMC的工藝路線對於業界的影響力是最為巨大的，
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早在2009年，TSMC就已經宣佈將要量產28nm邏輯電路工藝，但是實際情況是直到2011年底，2 A# F& R9 o3 q& i
* o& l% [3 A0 K m9 p0 @TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TSMC都沒能拿出哪怕只用於性能測試的樣品芯片，而最終的量產一直到2012年6月才在跌跌撞撞中開始，
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3 t- f" H/ b& w' }7 _前後延期達三年。那麼，面對TSMC「2013年底量產20nm」的豪言壯語，你又能相信多少呢？
; {7 V- c) u& A5.39.217.76TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。3 C6 n6 {/ r) X1 f v
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TSMC的下一代20納米工藝還面臨一個問題——性能提升將非常有限。從官方演示文檔中我們可以看到，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 H; e6 _2 `+ N- G3 j( V$ D
4 s- i8 v3 k! YTSMC的20nm規劃中，針對移動設備的工藝——也就是LP、HPL和HPM——被整合成了一種，名為20SoC。公仔箱論壇 e& f" K9 ^' X
1 D* x7 s8 b) C( N ]2 `! w4 c5.39.217.76它的性能，以TSMC官方的預計，僅能實現漏電比28HPM降低20%、性能比 28HPM提升15%的水平。5.39.217.762 @8 }& \0 ~' B9 b r* J, R
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希望各位注意，對比的對象是28HPM，而28HPM的漏電水平與28LP是接近的，- n3 J( v8 `2 q1 @; b* V
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也就是說從28nm到 20nm，TSMC只實現了20%的漏電降低。
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5 U3 b3 |, V1 C* H7 a. o o% iTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。這是官方最樂觀的預計，而實際情況可能要比這個悲觀的多，一如TSMC對於28nm量產時間的預計一樣。5.39.217.76" P( C+ q9 U( ^
3 b, m L2 n# e8 u* G那麼我們就可以得到一個自然而然的預計：20nm時代，我們除了更高的集成度，tvb now,tvbnow,bttvb8 W7 [$ N7 ~1 e- m5 d: X
- W5 c: A, Z! ?+ C, W+ \/ m公仔箱論壇什麼都得不到。這就意味著，以20nm工藝製造的芯片，固然可以通過規模的擴大而獲得更大的理論性能，tvb now,tvbnow,bttvb3 w/ g% e0 r, P* M
' H# ^, c" V& S1 K+ wTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。卻幾乎無法從工藝的進步得到單位功耗效率的提升。在目前手機處理器絕對性能已經超過體效值的大前提下，
+ D0 a/ L" t! `5 k- P' F7 jTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 q) x# Z8 i5 s! D; q% Q- @
這樣的結論幾乎就已經宣佈了，未來的產品不會為我們帶來更快的實際性能。
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那麼更先進的工藝呢？例如16nm？根據目前的規劃，5.39.217.76& [. m# T2 z8 _, Y4 E# v8 Z) `
P4 b X, V; _; E' Z1 G' Z NTSMC將在16nm引入近年來半導體工藝中繼HKMG後最大也可能是最後的進步，也就是3D 晶體管，又叫finfet。
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這個技術可以為單個晶體管帶來40%的性能提升，同時降低30%的功耗，目前已由英特爾量產，
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, z6 Z' h& G+ E9 a4 b l$ B; wtvb now,tvbnow,bttvb而整個業界只有英特爾實現了量產，由此可見其技術難度水平。
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. I; D( T# }4 g2 A) k0 B* p+ VTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。: o( k0 P" ?9 S) T# a1 I
我們沒有理由認為，TSMC對於finfet的引入會一帆風順，外加16nm對於EUV的需求以及EUV產業目前的狀況，
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) u1 d: c/ z; H6 T* ~: l+ Q' s5.39.217.76至少在筆者看來，TSMC 可以在2015年量產16nm finfet的概率幾乎為0。
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至於GlobalFoundries或者三星，前者目前剛剛實現28nm的量產，雖然幻燈片已經寫到了10nm，! S/ U v) w% Z8 p2 ^6 T3 [
$ L+ p$ |8 }, k! f8 M但是我們不應對其抱有太大的信心，而三星的產能過小，即便有良好的工藝，也無法支撐業界的需求，' ?+ `0 t' ]' z* N, V* z2 f
5.39.217.76. ], V9 Z+ Z8 ]' ]. x2 P, p
因此不需要投以太大的注意力。5.39.217.76 F* m) j! n6 @8 J1 i+ s# N6 n! n
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* ~& {2 P& m/ N& D p' RTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。這就意味著，2014年和2015年對於ARM而言會非常艱難。因為先進工藝在這兩年將出現空窗期，
+ G& d5 m9 ]( ]tvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。0 C6 |; X" F n: ~, h5 E4 a
而沒有先進工藝的支持，ARM系產品的性能進步就只能停留在紙面。tvb now,tvbnow,bttvb) n* N; ~$ P6 ]9 X2 c! u& U2 [
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當然，也有一種選擇，那就是提前在20nm上——就像英特爾所做的那樣——引入finfet，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ P8 z' P2 D& a2 E
# R, U) L3 O( O+ e }3 H公仔箱論壇但這會給本來就已充滿變數的20nm工藝增添新的難度，最極端情況下也許會導致2014年的徹底空白。
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, [! B+ Q% r% b, e6 p. J/ [TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。因此我們似乎必須接受2014到2015年的空窗期。公仔箱論壇8 Q5 x5 q" c* E
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: l& v8 ?) Y' t5 X4 g. u8 V2 w那麼，更先進，比16nm還先進的工藝呢？業界普遍認為，8 k; @, \5 W7 K6 n1 [+ L
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由於物理規律限制，目前常規晶體管的極限將在2nm左右到來，在這個規模下，5.39.217.76 G* w6 F9 ]' ?" p
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基於宏觀原理工作的硅基半導體晶體管將徹底無法運行。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 h: o$ O# C: J; F3 ?
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而考慮到工程實際情況，也許在10nm時就已經會遭遇無法解決的問題。5.39.217.76% i4 A9 o& S$ V( I& T1 Z) [. y
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所以保守來說，我們依靠了40年，" J* C- m$ p7 P3 ^: i% k) k9 |2 H$ T
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並以之建立了輝煌信息產業大廈的硅基半導體工業，也許在10年內就會走到盡頭，
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我們所剩下的工藝，樂觀估計還有6代，悲觀估計可能只有4代。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。- o, _- c& u' P; I6 j6 y7 f
4 ?, ~4 }+ c! H! Q6 d# V公仔箱論壇之後，人們就必須要想辦法去尋找新的原理，以新的材料製造新的器件。突破終將會到來，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 g2 B% z$ b4 y
5 U7 {& |* w9 @但是究竟需要多長時間？誰也沒把握，因為基礎物理已經80年沒有進步了，( H! F% A* }0 |& O, }
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半導體行業在打光手中所有牌之後的痛苦空白期到底有多長，沒有人可以給出答案。
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. U/ Q0 T8 s" H# z$ dTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; e1 s( t5 d/ c: V. A" c2 m/ x
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新架構，新希望？公仔箱論壇. B3 n \) X) K1 K2 c& ]: E" p1 I
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在前文中，我們將Cortex A15批得體無完膚，也許你要有疑問：公仔箱論壇) Z: f7 d9 }- ^# t& b
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既然A15在手機上表現如此糟糕，ARM為何還要設計出這麼一個核心？TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。! Y% y8 r" D# M2 a8 B3 \
+ n" l, H; W Q% T! V9 M, }答案非常簡單：ARM高估了半導體工藝的升級與技術進步速度，Cortex A15實際上是為20nm工藝所設計的核心。
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讓我們把時間倒回到2008年，TSMC在當時提出了未來5年半導體工藝路線圖。
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如果一切都與圖中的宣傳精確吻合，我們在2010年就能用上 28nm處理器，
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: o6 K# L1 L+ R而在2012年，也就是去年，我們將邁入20nm時代。- w& M( R1 P, m, h" c% F4 U
3 g, @! G" Q$ m, |3 c公仔箱論壇按照這個進度，ARM在2013年將核心進化至Cortex A15就沒有任何的問題。5.39.217.76$ d9 A& y8 ` T8 j, O
! d0 ^; I A9 [4 C也許ARM的初衷是借助於20nm工藝良好的性能，
1 u( r3 u8 |8 @; D ^TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。0 I- U6 q# s; w2 S9 {
可以強行將Cortex A15的實際功耗壓縮到0.5W以內，tvb now,tvbnow,bttvb8 }9 e3 h& a( j
! N% K; c' Y# |* f+ D" z4 cTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。獲得兩倍於Cortex A9的能耗比提升。這點從早期TSMC和ARM的演示文檔中也可以看出來。0 k& i( m5 w5 `6 _
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而且，A15也的確做到了絕對性能提升兩倍的設計目標。
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9 ~' P; w. j, A- G; b7 OTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。只不過，工藝最終沒能按照ARM所設想的發展下去。28nm跳票到2012年，20nm還在遙遠的2014年，7 ?# c1 v( q4 Y
% n$ y+ y* w+ m7 l$ Z公仔箱論壇而且即便成功量產，其可以得到的性能提升也極為有限，一連串的意料之外造成了Cortex A15的尷尬定位。tvb now,tvbnow,bttvb; V& S Q9 m) a7 \# G6 n+ E
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由於工藝的失算，Cortex A9事實上失去了後繼產品：公仔箱論壇0 m) d; v. U# F6 G
- e1 W/ Y/ u6 i6 u; [公仔箱論壇Cortex A7的能耗比雖然很高，但其性能太弱，甚至不如CortexA8；
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4 |4 c ?9 E) r8 s [1 I8 v" s. E5.39.217.76Cortex A15雖然絕對性能翻倍，但是能耗比過低，兩者都無法作為CortexA9的繼任者。
0 N# C0 ^3 y B" u7 PTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。2 u* }4 `* a5 F- {* }
/ J7 v7 p) I+ {/ S: _# E {TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
( a( Q( r& P* d7 _% h) J$ p, D D公仔箱論壇即便ARM通過big.LITTLE技術將二者捆綁在一起，最終實現的總體效率也只能基本上和CortexA9打個平手，
8 F$ l# o# S! U公仔箱論壇
) N& y+ v7 N2 f+ Ytvb now,tvbnow,bttvb所謂的繼任者更多成了紙面上而不是性能上的。
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1 a0 g" B# b3 H3 m" m公仔箱論壇
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很明顯，ARM被TSMC這個隊友坑慘了。6 r; M2 G# C; f8 a
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有趣的是，在ARM官方面臨產品線問題的時候，反而是兩家ARM IP的購買商——高通和蘋果——5.39.217.768 V$ P0 W5 m( z8 v$ ~- x5 }; D
給出了比Cortex A15更好的解決方案。它們都規避了Cortex A15過於臃腫的架構設計，. M% i0 g+ X, d) s
; K! F4 v; T9 |6 [/ f: F5 b J7 I/ g5.39.217.76把注意力集中在對Cortex A9的優化和提升上。. p e' F& [/ b- e
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不約而同的，它們都選擇了保留Cortex A9的前端、擴充Cortex A9的後端，
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區別是高通的著眼點在於提升指令的理論吞吐量，蘋果的工作重心在提升內存表現。$ k4 }2 D. a/ l# C( d; X4 v
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當然，最終的結果我們看到了，高通的方案並沒有對Cortex A9形成實質上的優勢，
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蘋果的方案則很難找到對比的標準，但是至少這兩家的行動方向是正確的。
- w+ b3 O7 H( ?2 a3 GTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
1 l) {* D B% Vtvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 C2 e$ s( _4 m9 B- K; G
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TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。7 B1 _) ~5 ~1 b" w0 A
% R" u' r4 Z) ?tvb now,tvbnow,bttvb因此在Cortex A15架構推出3年後的2013年，ARM痛定思痛，給出了自己針對這個問題的答案，那就是Cortex A12。* |2 L! [8 l0 ?
5.39.217.76: B9 M2 Y5 D! y7 Y; S
% r2 s( U/ f5 ~3 L3 ZTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 tvb now,tvbnow,bttvb( M( J ~8 t& O4 `; P+ \9 P! y
. w# C; h" S( Q3 H' N在設計規格上，ARM終於放棄了宏偉龐大的「200%性能提升」，5.39.217.769 t7 y# W G% l# U
a8 i* E+ q2 L3 B1 G公仔箱論壇轉而只給Cortex A12定下了比Cortex A9快40%這樣一個目標。這是一個相當現實的目標，
5 n' i. b0 q% G. G( {TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。& j. C" E# d( M' ~' I. q2 T2 b
尤其是考慮到Cortex A9的體系架構上的確存在一些過時的限制，讓我們來看Cortex A12是怎麼改的。5.39.217.76* t8 F4 d4 L7 u8 e8 Y
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首先，如同其他的ARMv7架構處理器一樣，Cortex A12提升了二級緩存的性能，5.39.217.76% ? x! F; R' q: Z
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學習前輩Cortex A15和A7的先進經驗，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。" l9 \7 H) ^" N @
4 B& }9 s0 x* ? ?* ?7 \5.39.217.76把二級緩存整合進多核心控制器，所有核心終於可以不用再通過一條可憐的64bit總線訪問自己的緩存，
( i' v5 }" ~7 X公仔箱論壇
Z$ @" S8 I+ J) E5 |/ I這將大大緩解擁堵現象。其次，Cortex A12把NEON和vFP提升到了第四版，& l v8 c* `7 j1 r2 v% H, ^" U
5.39.217.76: b! ]! m1 u/ [* {( M. s L
並且和Cortex A15一樣引入了內部OoO（亂序執行）設計，指令執行時效率要比A9高很多。
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最後，A12的外部接口也從64bitAMBA 3升級到了128bitAMBA 4，帶寬提升一倍有餘。
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1 X# Q5 b: {# `2 w$ WCortex A12憑什麼降低了功耗？主要是三方面，
4 h. B, J( b! o& h% Z vTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
# K& X. @. X+ _5 Dtvb now,tvbnow,bttvb一方面是最大並發取指數從3降低到2，
1 y" e; n" i' {' P5.39.217.76
+ P4 A4 k) h4 \4 e" Z" a( \TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。另一方面是大幅度縮減了指令派發隊列，9 ?( P/ J, Y. A! w; D
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最後一方面是大幅度縮減了運算單元的數量。" x* ]5 ^: ?7 P7 r. \$ A
2 r, ?/ a3 l E r公仔箱論壇
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由於指令派發隊列的意義在於可以支撐亂序執行，它所對應的寄存器資源和硬連接資源是非常龐大的，
& H' k a* ?4 J+ t' Z5.39.217.76
- O0 r; }( N: E. L. b* J8 iCortex A15為所有8組8個運算單元設計了完整的8個獨立指令隊列，這無疑消耗了巨大的電力，5.39.217.766 L9 |& Z% e) `9 }
~- L1 L w3 k而Cortex A12把這個數字縮減到了3。與此同時，Cortex A12的運算單元也減少到3組6個，
7 C$ _6 I k; T: T; q; ntvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 I) F1 q+ l: U9 }
即整數、存取和FP/NEON，每一組內包含兩個運算單元，共享一個指令隊列。
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- l, W4 ?1 k2 ^5 Itvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。! b4 Y$ x1 w, g8 j1 T
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& p) ~' [8 u; Ptvb now,tvbnow,bttvb而Cortex A9就相當寒酸了，只有一個指令隊列，支撐著2個整數ALU、一個存取單元和FP與NEON。5.39.217.766 u1 [9 W3 T2 ~5 s+ C# [7 d
& e' u- g2 [# A8 |僅僅依靠這樣的改進，Cortex A12就幾乎可以實現40%的性能提升，
; s/ v V8 @0 _( i' }. H
9 y7 J2 @3 f$ \7 F5.39.217.76更不要說算上二級緩存、外部總線、以及更為前端的取指與解碼部分——
' ~+ e& M; M# U! y5 D' ^公仔箱論壇例如數據與指令部分重命名與分派彼此獨立的改進了。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。2 \* q; |1 X. V# f8 ?6 O
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2 q0 R: B: O; Z8 q5 R& q: xtvb now,tvbnow,bttvb
, C) X6 S% ~4 V c9 m2 R0 c; `( V5.39.217.76總體來說，Cortex A12是一個與Cortex A9相比性能提升40%、功耗維持不變的架構，2 U3 Y0 J6 ?3 a1 K2 n. T
) Y( y! C" d) G5 G6 D2 a1 ITVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。它單憑一己之力拯救了ARM處理器搖搖欲墜的每瓦特性能，可以說是ARM的救星。
6 r# \6 t( a: o- {, f1 j# D5.39.217.76
! x! F9 x% n) r3 R8 R% H' y* dTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。A12唯一的問題只有一個 ——它最早也要等到2014年中才可能有產品，那時ARM很可能已經被英特爾大卸八塊了。
A+ z0 h$ Z) D- X$ ntvb now,tvbnow,bttvb5.39.217.76" U* |9 M1 T6 r1 E( e! B
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如果我們把Cortex A12與高通Krait、蘋果Swift放在一起看，可以發現一些比較有趣的地方。5.39.217.76, G. {0 ^! x7 ~/ C8 i
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與ARM不同，高通Krait幾乎保持了Cortex A9的前端設計，唯一的增強是取指部分的並發能力提升到3，公仔箱論壇0 S+ g! u0 u# {/ L( [% F. X
8 w9 N) N, `( T' s& }) j% jTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。後端則和Cortex A15一樣堆積了數量巨大的執行器，具體來說是7個。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 q1 H+ T( Y. a/ O5 |
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這樣的架構瓶頸來自於連接前端與後端的中間部分，
( f. `2 Q, T& O( Z4 z公仔箱論壇
2 B5 P8 y, I3 d公仔箱論壇導致Krait在實際應用中根本無法發揮其 3300DMIPS——只比Cortex A15低5.7%——的理論最高性能。
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& t/ c, I7 W l) ^& O公仔箱論壇
P. {5 _. T; D7 o. y+ E至於蘋果Swift，由於缺乏資料與有效的對比方式，在這裡並不能給出太多的分析，5.39.217.768 g& N/ k: Y: E0 U0 e3 H4 V& ~# z
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但是蘋果的優勢在於硬件與軟件之間可以做到完全的匹配，因此即便蘋果對Cortex A9進行如高通一般的單方面增強，公仔箱論壇- c w3 `' O( c
TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。- E' h! \( P( E9 p# C2 d( f/ P5 F
也可以依靠自身的操作系統進行針對性的優化並將其發揮出來。5 D2 X& U/ c" [8 O" X
; D7 m4 w( d, X. X8 P( \TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
! R( i, d0 I3 P! b- P公仔箱論壇
" Q$ @+ P: m$ f/ m8 e. \因此在這三個介於Cortex A9和Cortex A15之間的設計中，我們認為Cortex A12是最為平衡的設計。
" X1 @& \5 k; o% T: l. J
( S( v) j4 Q ?( QTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。只是——如之前所說，我們恐怕無法在2013年看到它了，甚至在2014年都有可能看不到最終產品的上市。5.39.217.76% K2 X& d& `0 H$ b X9 s
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因此Cortex A12是否真的實現了ARM的設計目標，我們也只能等到2014甚至2015年才能看到結果。
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% n4 E! H% f) F& D% `5.39.217.76TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。: O. U9 N1 R3 U2 W' @
未來之路：ARMtvb now,tvbnow,bttvb! {1 I" U! B' u* O& V- a
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6 O9 W( t! t) Z. t. e" JTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
9 z- S# F( E4 A7 n/ x' i2 D5 B* v公仔箱論壇至此，我們已經把現在以及未來的產品、技術、架構等等方面都分析過了，8 Y( j& J; v1 P. }' m5 c" [
# c# _+ {! c& h6 ]* K公仔箱論壇以這些分析為基礎，我們已經可以預測一下2013到2014年的技術與產品格局。8 [; P2 ^; k8 ~. r- h' p
公仔箱論壇3 v; ~2 G5 O9 B7 D, }4 G( j
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# Y, S3 z- v; n5 D8 M" a7 l; b由於新的Cortex A12很難在2014年之前問世，因此在2013年下半年到2014年中這段時間內，
6 p4 a5 q0 T, Q5 `* F4 D5.39.217.765.39.217.76; p2 T5 h) {6 N# b
市場上的產品格局不會出現太大的變化。標準ARM陣營的企業，
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0 y" j% t B* ]9 ?" s9 R8 U! C5.39.217.76例如三星，依然會選擇Cortex A15作為其旗艦產品，
& P0 T: d# B. m公仔箱論壇
0 T6 F- @2 L% o f" }1 W公仔箱論壇高通則會用Krait 400與之進行對抗，5.39.217.763 W6 v' ]$ n I, w
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對抗的資本是超過2GHz的頻率，一如當年Pentium 4時代的英特爾。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。. a( x! Q* b+ F/ I1 \0 G
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4 H A( H& x6 C3 q1 ^/ M對於Cortex A15這個架構而言，如果不搭配Cortex A7（或者nVIDIA的伴核），1 o9 w! x' M0 Q$ K( _" {
4 `2 v/ T: n. y* X" [其功耗將是不論如何也無法被手機所承受的，因此可以預見，
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big.LITTLE將是所有試圖整合Cortex A15的芯片製造商唯一且必須的選擇。公仔箱論壇: ^1 e: e2 F0 K7 i2 E5 P! m
6 P& I" d5 U7 U' B. j) ?5.39.217.76目前有傳聞，LG和華為都在設計自己的Cortex A15 SoC，tvb now,tvbnow,bttvb, s: h6 Z1 d# C4 \( ^$ f
tvb now,tvbnow,bttvb8 N/ M) ]) Y) A: z- \$ V5 f* `+ i
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3 ?! U2 }* q" y2 H% G$ L& ?9 fTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。那麼我們幾乎可以肯定，它們必然會採用4+4或者2+2的設計，tvb now,tvbnow,bttvb* I& C( Y) x' B, O
/ t2 }! K6 z3 l: Z0 { k或者插入自行設計的第五個核心。具體設計取決於設計師認為雙核Cortex A7是否夠用。
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! Q6 {$ v) Y4 g1 J) Jtvb now,tvbnow,bttvb
, v' [. ^; L& A6 G+ G7 P公仔箱論壇
) {8 k* \' a6 t' h1 P其他廠商方面，居於市場較邊緣地位的廠家，也許會試圖作出一些特立獨行的搭配，以差異化的產品參與市場競爭。
" {: S( }! V% V; X- @7 aTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
; y( w" r& l. {% f) |8 {$ F公仔箱論壇例如MTK已經宣佈了一款八核 Cortex A7的新產品，並宣稱這顆SoC的所有八個Cortex A7核心都可以開啟，tvb now,tvbnow,bttvb9 |6 N& Y9 u; o! t1 w G
; C/ U8 ? T- f5 aTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。是一枚真正的八核處理器，但是對於它的性能我們也許只能報以呵呵。
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& d* j# w: B% mTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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除此以外，也許會有某些廠商推出四核Cortex A7配備超級GPU的類似於遊戲機的芯片，
$ |5 s/ S. x6 i H1 w4 j, R7 U5.39.217.76
2 t, a5 u9 c* A8 q/ w" F以迎合目前手機娛樂化的市場需求，這樣的產品也許也可以獲得不錯的實際體驗。 P: V& M( g3 f$ H$ _1 O: S( ~9 f6 X) \
/ g5 k! I( D. h7 O& i& x$ {9 q但是總體來說所，主流手機SoC在 未來一年半內出現超過四核的可能性並不大，
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; f O2 S. y) A+ A3 ]' H) L8 W* |而且四核Cortex A9在CPU性能方面，一直到Cortex A12之前，都可以屹立在高端主流水準。5.39.217.76; u6 A- ^/ r7 D0 \3 L
7 e: |6 s( r/ B) I# ?+ Ftvb now,tvbnow,bttvb因此對於那些手持Exynos 4412的用戶，例如Galaxy S3的用戶而言，
d0 v' x& ]8 V: i( a公仔箱論壇
3 F+ G5 k8 \# m' m. e如果你希望獲得更強的CPU體驗，那麼你的升級日程完全可以推到2015年。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 H. |) {4 q5 d' I8 I
5.39.217.76, \8 p3 H2 s/ v+ u
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6 C6 v7 z- G, N; q6 ]所以在未來的一年半之內，我們不能對看到讓人眼前一亮的新產品報以太多的期待。tvb now,tvbnow,bttvb8 n9 K# @& Z u$ s3 U9 {) k
TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 \# X5 Y2 ^( v. y7 t- h* E
不論是三星、nVIDIA、高通，都會以維持現有產品架構為主。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。8 B: Q# \( {( q9 K; ?- Z: X( L
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至於蘋果，最大的可能是將A6處理器的雙核Swift架構擴充至四核，
+ P, T, S/ F1 i4 ]1 U: b. [0 stvb now,tvbnow,bttvb
; V& K& ~7 | M6 T r0 w4 p& q但是以IOS的系統設計而言，這樣的擴充有多大意義也很難說，4 h3 c4 B0 a0 a2 h$ a) x" b, ~8 E
' z6 ]% @" L8 G# K2 _tvb now,tvbnow,bttvb或許硬件大戰的後果是所有人都無法逃避的。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。$ T# J4 [! m7 z- e% }9 H' W
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C3 l/ W6 F3 P) lTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
8 Y. o, X1 ]* f( m) K* I而GPU部分，高通的產品在不解決能耗比問題之前，不論性能提升幅度有多巨大，tvb now,tvbnow,bttvb+ Z' N+ d4 [$ m8 ~! ^( o S5 U5 t
TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ A8 T8 G8 D/ r3 A6 ]9 k
都不具備太高的選擇價值。而如果你是遊戲重度玩家，' h! t f! G6 k7 w5 v+ m- R# W K
/ B. s+ Q, i+ p" ^1 b那麼Exynos 5 Octa在Android陣營裡會是一個非常好的選擇，
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& Q, {9 v% s1 T" ]7 a$ H M5.39.217.76前提是你需要有辦法把CPU部分鎖定在Cortex A7，否則Cortex A15巨大的功耗會抹殺掉你的大多數遊戲體驗。
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4 ?( p. C4 L4 w5 LTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。至於Mali400MP4，雖然老邁，但是運行一些非頂級大作的情況下依然擁有可以接受的性能，
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因此除非你是基準測試愛好者，否則Mali400MP4除了較低的得分以外，並不存在太多問題。
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工藝方面，我們在2013年應該是不可能看到量產的20nm工藝的，不論台積電如何對此信誓旦旦，tvb now,tvbnow,bttvb$ B- i$ S' R) P& m
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都不要報以太大的期待。GlobalFoundries在目前剛剛量產28nm，且產能非常有限的情況下，tvb now,tvbnow,bttvb8 P3 }1 o$ m( e1 S+ L* B
' g. u: D# X" [' o公仔箱論壇對於20nm的任何宣傳都可以完全無視。反而是三星的20nm存在一些 變數，但是希望依然不大。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。: D4 K+ X. U6 `1 U2 J& `8 ?) b
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5.39.217.76- q# M" L5 S8 ~) X: z) s6 ]/ m& c
由於代工廠無法像英特爾一樣靠銷售最終產品去吸收工藝的成本，
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因此目前所有代工廠都普遍希望在20nm節點引入EUV光刻工藝。但是EUV工藝一直 以來的進度都非常緩慢，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ J3 N* s/ A2 V/ a2 Z. g6 P" P8 b1 w
' S) ^# L- O t+ y截止目前為止所實現的最大連續曝光功率只有40W，這個數字在2011年則是11W。5.39.217.76- m4 P& Q0 U0 y$ Z
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在這個功率下，晶圓產出率只能達到每小時5 片，而滿足量產需求的最低極限也需要60片，就正常情況而言，5.39.217.762 H# U! U1 b" Y8 E
1 @% Q$ {$ c# V# hTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。必須要達到100片每小時甚至更高的產量才可能獲得正收益，與之對應的EUV光源功率需求就 來到了大約400W。! n+ V6 {0 u0 Z: B' N- c
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換句話說，目前EUV光源的功率距量產目標還有10倍的距離。公仔箱論壇+ X+ a. H2 A, U/ o
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從2011到2013年，光源功率的提升不到4倍，絕對功率提升不到30W，TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; d* T1 z" Y9 o( ~8 O, p
% [) L# k" A9 G; c' x q1 I" t這就意味著10倍、350W的這樣的需求缺口，稱之為天塹似乎也不為過。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。% g8 @% n: \1 L$ L: ^4 f( X( \9 T/ e
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更糟糕的是，即便EUV光源的功率解決了，tvb now,tvbnow,bttvb3 ]( K0 F1 X7 \/ v9 _9 R
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EUV生態系統還面臨著光刻膠的反應速率過低、反應程度過低等問題，6 Z' k) E, b2 f# o3 a
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這些問題甚至比提升EUV光源功率更加 棘手。tvb now,tvbnow,bttvb2 m# I' w3 R; S- j( R0 y0 G
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8 b& T k! r9 _* qTVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇* v( Z; _7 X& h: j. X4 Q7 N
因此，對於業界曾經普遍希望的在2015年實現EUV光刻機的量產化，
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筆者認為實現的可能基本不存在。也就是說，tvb now,tvbnow,bttvb" T0 z* k7 N5 A. o5 E
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16/14nm工藝上，全球代工廠都將被迫採用193nm三次曝光來實現。 |
發表於 2013-9-2 03:26 PM
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