三星EUV 7nm翻车始末，EUV到底靠谱吗？

三星EUV 7nm芯片翻车事件，可以说是前段时间震惊行业的一件大事。这个事情之所以引发如此大的轰动，原因还是相当复杂。当然最重要的是，三星的EUV 7nm是高通系全村的希望，一旦翻车拖延，势必会被华为麒麟系拉的更远。毕竟已经确定的是高通865芯片是不会集成5G基带的，这种外挂要保持一整年，也就是落后麒麟990至少整整一年，而中端继承这种事情效果还不好说，所以这次高通865的核心卖点，还是要落在EUV的7nm工艺上。如果这个再翻车，那就真的是兵败如山倒了。

翻车事件真伪难辨，尽管几天后三星出来辟谣说这个内容与事实完全不符，但从公关口径来说，这个说辞还是有很大的转圆空间。这个不符是没有完全翻车？还是高通的没有翻车？还是翻的不仅仅是高通的车？其实怎么解读都不为过。所以真相恐怕还是要看最终的交付会不会延期就知道了。好在年底没有多久了，等待这个事实也不能算晚。不过三星的EUV 7nm工艺到底怎么样，倒也不必通过高通的产品来看，三星自家也有类似的产品。

那么三星的EUV到底怎么样？不如我们从它自家的“全球首款EUV芯片”猎户座9825那里管中窥豹，瞅瞅到底是骡子是马。

全球首款EUV诞生记

根据公开参数，三星9825采用7nm LPP EUV制程工艺，相比前代9820使用的8nm LPP FinFET工艺，晶体管性能提高20%~30%，耗电量减少了30%~50%。Mali-G76和Cortex-A75的时钟频率都更快，这使得Exynos 9825的整体运行调度比9820更积极。而9820的图形处理能力又比9810提升了40%，功耗还降低了35%。（注意：这些话后面还要再挖一次的）

现在让我们来见识一下9825在测评中的真正表现吧。

这是9825的GPU烤机结果，所谓的烤机指的是高强度的性能测试，用以了解芯片的性能和功耗之间的关系，可以看到图中蓝色的曲线表示的是性能得分，两个数字分别表示最高值和平均值：416分和414分。红色的曲线表示的是功耗，同样有最高和平均两个值：4.2w和3.8w。

我们就用平均值来做能效比吧，414/3.8=108.9。这大概是一个什么水平？那就需要对比了，官方说它比上一代进步不小，那我们就和上一代比吧。

这是9820的GPU烤机结果，性能最大和平均值分别是386和383。可以看出来9825确实是有进步的，那么功耗呢？最大值和平均值分别是4w和3.5w。还是计算平均值，我们得到383/3.5=109.4.

好的，上一代是109.4，新一代是108.9，涨幅高达-0.45%！？

我有点不相信自己的眼睛！能效比不升反降。那么绝对性能呢？（414-383）/383=8%。嗯，涨了区区8%……从这个数据来看，猎户座9825的“安卓之光”是当不成了。那么到底这是为什么呢？这是不是EUV的锅呢？

从工艺开始分析

（注意，以下内容均源自我的个人推理，不代表任何专业观点，请勿引用，如出现相关利益纠纷，概不负责。）

难道说EUV只是一个骗人的把戏？当然不是，要不然麒麟990（5G）如何才能从69亿晶体管一下子暴涨到103亿的？这个问题根据我的分析，可以化为两小问题：

1、9825上的EUV和990上的有什么不同？

半导体界的“摩尔定律”指出，“当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。”这也就指出的制程升级的初衷，为了塞下更多的晶体管，所以像990这样的升级才是“合乎逻辑”的，而9820到9825呢？我们不妨看看它俩的配置有什么不同。

嗯……完全没有不同，就结构来说，所谓的性能提升8%原来就像上面官方原文据说的那样：“Mali-G76和Cortex-A75的时钟频率都更快，这使得Exynos 9825的整体运行调度比9820更积极。”只是提高频率的结果啊！这不是高通855 PLUS的套路么？难怪能效比反而下降了，因为所有机器都有一个合适的工作范围，大概是极限能力的50%，如果强行加压，虽然绝对能力会上升，但是效率是一定会下降的，这也从侧面反应了一个问题，9825的所谓工艺升级，其实对芯片基本没有提升或者提升极少。

这是为什么呢？问题就出在“不合逻辑”的升级上，9825根本没有增加晶体管，而芯片的面积也未见有缩小的报道，这也说明了这其实应该是一次不完全的升级。为什么这么说呢，因为芯片其实是一个立体的结构，只有最下面的一层硅板上有晶体管，其他的全都是铜的连接线，每个晶体管有3个引脚，60亿的晶体管就有180亿个触点需要连线！而且连线方式也不是1对1这样比初恋还青涩的结构，而是盘根错结，鳞次栉比。这些才是芯片最复杂的部分，一般有十几层厚。借用另一篇科普EUV文章的说法就是“比重庆魔幻立交桥还要复杂一万倍”。

右边仅仅是6个晶体管的连接，就已经如此复杂

当制程进步后，晶体管当然会缩小，而为了塞入更多晶体管，铜线必须要变细才行，这才是一次完整的升级。据我不负责任的猜测，三星这一次很可能只是最下面一层硅板应用了EUV工艺，而铜线和9820一模一样，所以才会出现“几乎毫无提升”的现象。

这也就意味着，在9825上EUV的应用率非常低，它占工艺90%以上的铜线很可能还是8nm的旧工艺加工的。而铜线的长度才是决定一款芯片能耗是否下降的关键因素，所以现在我们回头两次解读三星官方的原话，发现实在是太鸡贼了：“晶体管性能提高20%~30%，耗电量减少了30%~50%”。你看，只说晶体管如何进步，却压根不提整体表现怎么样，也不是欺骗，就是只说一半的真话。现在再去看看三星的没有翻车的声明，看看是不是一个老师教的？

2、三星的EUV和台积电的有什么不同？

三星和台积电是手机芯片业的双雄，但是它们的实力并不相同，常年都是台积电领先且成熟。三星之所以能被星粉捧为“安卓之光”，全赖当年的猎户座7420，当时三星直接放弃20nm，实现了14nm工艺进度反超台积电的16nm工艺，风光了一把。

那么为什么三星能弯道超车呢，因为研发实力雄厚？当然不是，而是因为时任台积电技术抗把子的梁孟松因内部人事调动不公，愤而出走到了三星，将最新的技术也带了过去，据说此大佬的水平可以达到“不用直接透露技术细节，只要暗示三星哪些线路是行不通的，就可以为其省下大笔时间和经费”。为此台积电还在掌握足够证据后状告梁孟松胜诉，令他不得于2015年底前为三星提供服务。

可能出于民族情结，也可能是认为这片海洋更广阔，2017年梁孟松又来到了大陆的中芯科技，为中国的芯片业发展做贡献了。

那么失去的梁孟松三星又如何呢？古话有云“知其然，不知其所以然”，从别人那里挖来的技术，终究没有自己研发得来的扎实。之后台积电再次迎头赶上，而三星的工艺制程则成长缓慢，比如上一代的技术，台积电已经实现了7nm，而三星的却是8nm，据说这个8nm不过是10nm“魔改”而来，在很多关键性能上和台积电相距甚远。

总结：

这么看来9825是三星为了强抢首发，或许在来不及重新设计以及良品率不能保证的情况下，赶出了9825这么一个（很可能）升级不完全的半成品，给“摩尔定律拯救者”、“次世代技术”的EUV丢脸了。如果三星不能在今年第四季度加强工艺改进，吃透EUV这把无比锋利的手术刀，照这个形势下去，骁龙865的前途也是堪忧啊…… 怪不得有媒体报道，高通的5nm芯片最后还是选择了台积电来做。未来这一年，先怂着吧。

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