三星EUV 7nm翻車始末，EUV到底靠譜嗎？

三星EUV 7nm芯片翻車事件，可以說是前段時間震驚行業(yè)的一件大事。這個事情之所以引發(fā)如此大的轟動，原因還是相當復雜。當然最重要的是，三星的EUV 7nm是高通系全村的希望，一旦翻車拖延，勢必會被華為麒麟系拉的更遠。畢竟已經確定的是高通865芯片是不會集成5G基帶的，這種外掛要保持一整年，也就是落后麒麟990至少整整一年，而中端繼承這種事情效果還不好說，所以這次高通865的核心賣點，還是要落在EUV的7nm工藝上。如果這個再翻車，那就真的是兵敗如山倒了。

翻車事件真?zhèn)坞y辨，盡管幾天后三星出來辟謠說這個內容與事實完全不符，但從公關口徑來說，這個說辭還是有很大的轉圓空間。這個不符是沒有完全翻車？還是高通的沒有翻車？還是翻的不僅僅是高通的車？其實怎么解讀都不為過。所以真相恐怕還是要看最終的交付會不會延期就知道了。好在年底沒有多久了，等待這個事實也不能算晚。不過三星的EUV 7nm工藝到底怎么樣，倒也不必通過高通的產品來看，三星自家也有類似的產品。

那么三星的EUV到底怎么樣？不如我們從它自家的“全球首款EUV芯片”獵戶座9825那里管中窺豹，瞅瞅到底是騾子是馬。

全球首款EUV誕生記

根據公開參數，三星9825采用7nm LPP EUV制程工藝，相比前代9820使用的8nm LPP FinFET工藝，晶體管性能提高20%~30%，耗電量減少了30%~50%。Mali-G76和Cortex-A75的時鐘頻率都更快，這使得Exynos 9825的整體運行調度比9820更積極。而9820的圖形處理能力又比9810提升了40%，功耗還降低了35%。（注意：這些話后面還要再挖一次的）

現在讓我們來見識一下9825在測評中的真正表現吧。

這是9825的GPU烤機結果，所謂的烤機指的是高強度的性能測試，用以了解芯片的性能和功耗之間的關系，可以看到圖中藍色的曲線表示的是性能得分，兩個數字分別表示最高值和平均值：416分和414分。紅色的曲線表示的是功耗，同樣有最高和平均兩個值：4.2w和3.8w。

我們就用平均值來做能效比吧，414/3.8=108.9。這大概是一個什么水平？那就需要對比了，官方說它比上一代進步不小，那我們就和上一代比吧。

這是9820的GPU烤機結果，性能最大和平均值分別是386和383?？梢钥闯鰜?825確實是有進步的，那么功耗呢？最大值和平均值分別是4w和3.5w。還是計算平均值，我們得到383/3.5=109.4.

好的，上一代是109.4，新一代是108.9，漲幅高達-0.45%?。?/p>

我有點不相信自己的眼睛！能效比不升反降。那么絕對性能呢？（414-383）/383=8%。嗯，漲了區(qū)區(qū)8%……從這個數據來看，獵戶座9825的“安卓之光”是當不成了。那么到底這是為什么呢？這是不是EUV的鍋呢？

從工藝開始分析

（注意，以下內容均源自我的個人推理，不代表任何專業(yè)觀點，請勿引用，如出現相關利益糾紛，概不負責。）

難道說EUV只是一個騙人的把戲？當然不是，要不然麒麟990（5G）如何才能從69億晶體管一下子暴漲到103億的？這個問題根據我的分析，可以化為兩小問題：

1、9825上的EUV和990上的有什么不同？

半導體界的“摩爾定律”指出，“當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。”這也就指出的制程升級的初衷，為了塞下更多的晶體管，所以像990這樣的升級才是“合乎邏輯”的，而9820到9825呢？我們不妨看看它倆的配置有什么不同。

嗯……完全沒有不同，就結構來說，所謂的性能提升8%原來就像上面官方原文據說的那樣：“Mali-G76和Cortex-A75的時鐘頻率都更快，這使得Exynos 9825的整體運行調度比9820更積極。”只是提高頻率的結果??！這不是高通855 PLUS的套路么？難怪能效比反而下降了，因為所有機器都有一個合適的工作范圍，大概是極限能力的50%，如果強行加壓，雖然絕對能力會上升，但是效率是一定會下降的，這也從側面反應了一個問題，9825的所謂工藝升級，其實對芯片基本沒有提升或者提升極少。

這是為什么呢？問題就出在“不合邏輯”的升級上，9825根本沒有增加晶體管，而芯片的面積也未見有縮小的報道，這也說明了這其實應該是一次不完全的升級。為什么這么說呢，因為芯片其實是一個立體的結構，只有最下面的一層硅板上有晶體管，其他的全都是銅的連接線，每個晶體管有3個引腳，60億的晶體管就有180億個觸點需要連線！而且連線方式也不是1對1這樣比初戀還青澀的結構，而是盤根錯結，鱗次櫛比。這些才是芯片最復雜的部分，一般有十幾層厚。借用另一篇科普EUV文章的說法就是“比重慶魔幻立交橋還要復雜一萬倍”。

右邊僅僅是6個晶體管的連接，就已經如此復雜

當制程進步后，晶體管當然會縮小，而為了塞入更多晶體管，銅線必須要變細才行，這才是一次完整的升級。據我不負責任的猜測，三星這一次很可能只是最下面一層硅板應用了EUV工藝，而銅線和9820一模一樣，所以才會出現“幾乎毫無提升”的現象。

這也就意味著，在9825上EUV的應用率非常低，它占工藝90%以上的銅線很可能還是8nm的舊工藝加工的。而銅線的長度才是決定一款芯片能耗是否下降的關鍵因素，所以現在我們回頭兩次解讀三星官方的原話，發(fā)現實在是太雞賊了：“晶體管性能提高20%~30%，耗電量減少了30%~50%”。你看，只說晶體管如何進步，卻壓根不提整體表現怎么樣，也不是欺騙，就是只說一半的真話?，F在再去看看三星的沒有翻車的聲明，看看是不是一個老師教的？

2、三星的EUV和臺積電的有什么不同？

三星和臺積電是手機芯片業(yè)的雙雄，但是它們的實力并不相同，常年都是臺積電領先且成熟。三星之所以能被星粉捧為“安卓之光”，全賴當年的獵戶座7420，當時三星直接放棄20nm，實現了14nm工藝進度反超臺積電的16nm工藝，風光了一把。

那么為什么三星能彎道超車呢，因為研發(fā)實力雄厚？當然不是，而是因為時任臺積電技術抗把子的梁孟松因內部人事調動不公，憤而出走到了三星，將最新的技術也帶了過去，據說此大佬的水平可以達到“不用直接透露技術細節(jié)，只要暗示三星哪些線路是行不通的，就可以為其省下大筆時間和經費”。為此臺積電還在掌握足夠證據后狀告梁孟松勝訴，令他不得于2015年底前為三星提供服務。

可能出于民族情結，也可能是認為這片海洋更廣闊，2017年梁孟松又來到了大陸的中芯科技，為中國的芯片業(yè)發(fā)展做貢獻了。

那么失去的梁孟松三星又如何呢？古話有云“知其然，不知其所以然”，從別人那里挖來的技術，終究沒有自己研發(fā)得來的扎實。之后臺積電再次迎頭趕上，而三星的工藝制程則成長緩慢，比如上一代的技術，臺積電已經實現了7nm，而三星的卻是8nm，據說這個8nm不過是10nm“魔改”而來，在很多關鍵性能上和臺積電相距甚遠。

總結：

這么看來9825是三星為了強搶首發(fā)，或許在來不及重新設計以及良品率不能保證的情況下，趕出了9825這么一個（很可能）升級不完全的半成品，給“摩爾定律拯救者”、“次世代技術”的EUV丟臉了。如果三星不能在今年第四季度加強工藝改進，吃透EUV這把無比鋒利的手術刀，照這個形勢下去，驍龍865的前途也是堪憂啊…… 怪不得有媒體報道，高通的5nm芯片最后還是選擇了臺積電來做。未來這一年，先慫著吧。

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