最近一段時間，關于最新一批ARMv8架構處理器的討論相當?shù)亩?，新的處理器架構可以帶來更高的主頻和更少的能源消耗，同時GPU也伴隨著比較大的進步。不過關于移動處理器的大小已經大小的改變如何影響能源效率的使用，卻很少有人關注。

　　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)點可以帶來一些額外的電池續(xù)航壽命，同時還能讓芯片的造價更低。因此，很多芯片廠商在未來的幾年里都會更加關注于處理器的工藝以及體積變化。

　　處理器制造工藝

　　在進一步深入討論之前，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。

　　當我們談到處理器的大小和制造工藝時，總會看到nm（納米）這個詞。在這種情況下，nm這個數(shù)字代表了CPU或GPU中單個晶體管的大小。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，體積變小也會讓生產成本越低。因為一旦達到了某種收益率的標準，廠商制造出每個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，讓其擁有不同的導電特性，然后晶體管逐漸通過微觀電解質層（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提高光線的亮度。

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

　　移動芯片尺寸的演變

　　從早期的Android手機開始，移動芯片的體積已經大幅縮小了。2008年問世的HTCDream，也被稱作T-Mobile G1，當時配備了65nm工藝的高通MSM7201A處理器，主頻只有528MHz。而早期其它的Android手機則使用了德州儀器的芯片，比如摩托羅拉Droid。而HTC Nexus One當時則使用的是驍龍S1處理器，采用了比較先進的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，這樣的趨勢并不代表移動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生產工藝，而三星的Exynos 4212已經提高到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，這也標志著近兩年，移動芯片的制造工藝進步已經非常緩慢?，F(xiàn)在，三星已經成功的處于領先的地位，最新量產的Exynos 5430和5433分別被使用到Galaxy Alpha和Galaxy Note 4上，工藝提升到了20nm級別。而PC芯片巨頭英特爾在移動領域雖然一直水土不服，但旗下的Bay Trail芯片也使用了22nm工藝。

　　對于2015的期待

　　盡管最近幾年移動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核心在今年將會為移動設備帶來更高的性能和能源的更高效利用。首先，新的核心設計已經經過了全面改善，其次現(xiàn)在高通和三星都已經具備了20nm工藝的量產能力。

　　臺積電將會為高通代工驍龍808和810，而在今年的大批旗艦智能手機和平板電腦上都會看到它們的身影。而三星的Exynos 7410將會繼續(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，雖然目前量產的處理器還是28nm，但是旗艦級處理器已經提升到了20nm。

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

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

　　臺積電的7nm

　　當然，芯片的工藝不會停留在14/16nm工藝水平，所有的主流廠商都盯上了10nm甚至更先進的工藝。目前ARM已經開始和臺積電合作，在2016年開始生產10nm工藝新品。而繼英特爾之后，臺積電也表示開始進軍7nm工藝領域，并且在不遠的將來就會實現(xiàn)。根據(jù)歐洲最大的芯片制造設備廠商ASML NV表示，目前臺積電已經計劃購買兩種最先進的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大規(guī)模提升工藝。臺積電計劃最早在2018年開始投產7nm工藝產品。而作為世界上最大的芯片廠商，英特爾也表示已經找到了制造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保持在20nm工藝水平。