一文看懂手机SoC制程工艺：为何说7nm是主流？

一个非常有意思的现象，不管是芯片发布会还是手机发布会，谈到处理器时都会对工艺制程大说特说。这时候有些朋友就开始蒙圈了：芯片看性能就行了，所谓的Xnm的工艺制程真的有那么重要吗？

相信很多朋友都听过“处理器就是机器的大脑，负责运算处理”这样的说法，久而久之就形成了将芯片看成大脑的神化印象。实际上，芯片并没有想象中的那么神秘，说白了就是一组数量庞大的电路集合体。

芯片进化过程相当于集成电路规模不断增大，但是体积越来越小的过程。“制程工艺”就是指CPU集成电路的精细度，也就是说精度越高，生产工艺越先进。通俗的说，就是纳米数越小，单位空间内容纳的晶体管数量就越多，处理器的运算能力也就越强，工艺就越精湛的一个概念，这也代表着最高的芯片水准。

那么追求工艺制程对手机SoC都有什么意义呢？简单的说，芯片制程工艺越先进，往往意味着更低的耗电、更低的发热、更高的效率。而这些特性对于结构空间有限、需要电池供电的手机SoC来说，无疑都十分重要。

也许有些朋友对这样的概念不是很清晰，我们举两个简单的例子：骁龙810之所以曾被称为“火龙”810，其原因有很大因素是因为20nm的制程压不住高性能核心Cortex-A57带来的高发热；如果两颗芯片制程不同跑分相近，那么我更建议大家入手制程更好的芯片，因为制程好往往以为着在相同性能输出下耗电更低、发热更小。

我们可以大致来看一下当前的手机SoC制程工艺图——

可以看到，当今主要的旗舰芯片，包含麒麟980、苹果A12、骁龙855系列，以及前不久刚刚发布的麒麟810，均采用了7nm制程工艺。由于台积电取得了7nm制程的先机，目前这些芯片订单均被台积电一家独揽。

全球最早商用台积电7nm的麒麟980

与10nm工艺相比，7nm工艺性能提升20%，能效提升40%，晶体管密度提升到1.6倍，实现性能与能效的双重提升。其中全球最早商用台积电7nm工艺的手机SoC芯片麒麟980，在指甲盖大小的空间中集成了69亿颗晶体管，实现了性能与能效的全面提升。

其次就是三星当前主推的8nm制程。据悉，8nm要比10nm功耗降低10%，芯片面积降低10%。目前采用8nm制程的典型处理器有三星旗舰芯片Exynos 9810和高通骁龙700系列的骁龙730。10nm芯片则更多的应用在当前主流的中端机型上。

目前12nm制程的芯片比较少见，代表作有联发科的Helio P90和刚刚发布不久的Helio G90系列芯片。在新品发布会上，联发科无线通讯事业部营销处长李俊男也对制程低于竞品的事件进行回应：“10纳米我们有试过，但是10纳米效果跟12纳米相比并没有想象那么好，我们觉得12纳米是最符合这枚处理器的方案的。7纳米确实很多产品都会使用，但是它有一个问题在于，在产能的调度上没有那么有弹性，所以我们在做比较有竞争里的产品时会考量这种供需问题，我们觉得12纳米做这个小钢炮系列是最适合的。”

既麒麟810之后发布的Helio G90T也似乎成为不少科技圈朋友都在关心的芯片，而前后相继发布也自然免不了被放到一起比较。

从参数来看，Helio G90T与麒麟810均采用了两颗A76大核和6颗A55小核，前者的GPU为G76MP4，后者为G52MP6，Helio G90T拥有更先进的单核GPU，但后者的核心数占优。从跑分来看，两颗SoC在配置相近的情况下，成绩也比较接近，但不管是安兔兔，还是Geekbech 4，亦或是3DMark的跑分，麒麟810都略胜一筹。

所以其中原因无疑指向了不同的制程工艺。麒麟810为7nm制程，而Helio G90T为12nm制程，理论上芯片能效前者要高出50%以上。而且，前者的最高主频为2.27GHz，后者只有2.05GHz，其最高主频的设定或许正是因为要兼顾发热对性能输出持续性的影响。从理论上来说，运行相同的工作，麒麟810要比Helio G90T更加省电，发热也更小一些。而这正是制程工艺不同带来的影响。

所以目前7nm制程工艺就代表着更小的体积、更精密的技术、更低的功耗、更优秀的温度控制以及更快的运算速度，这些素质也都是当下旗舰芯片和旗舰手机必备的基础了。所以未来7nm甚至是更小的纳米制程才是芯片工艺的选择和方向。