先進的制程工藝提升對于CPU性能提升影響明顯

CPU的生產是需要經過硅提純、切割晶圓、影印、蝕刻、分層、封裝、測試7個工序，這個過程中要進行加工各種電路和電子元件，制造導線連接各個元器件。其工藝的先進與否關系到CPU內能塞進多少個晶體管，還有CPU所能達到的頻率還有它的功耗。1978年Intel推出了第一顆CPU--8086，它采用3μm（3000nm）工藝生產，只有29000個晶體管，工作頻率也只有5MHz，而現在晶體管數量最多的單芯片CPU應該是Intel的28核Skylake-SP Xeon處理器，它擁有超過80億個晶體管，而頻率最高的則是Core i9-9900K，最大睿頻能到5GHz，它們都是用Intel的14nm工藝生產的。

先進的制程工藝提升對于 CPU 性能提升影響明顯。工藝提升帶來的作用有頻率提升以及架構優化兩個方面。一方面，工藝的提升與頻率緊密相連，使得芯片主頻得以提升；另一方面工藝提升帶來晶體管規模的提升，從而支持更加復雜的微架構或核心，帶來架構的提升。根據 CPUDB 的數據，可以看出在芯片發展歷史上，工藝提升顯著帶來了頻率提升和架構提升的作用。隨著制程節點進步，可以發現頻率隨工藝增長的斜率已經減緩，由于登德爾縮放定律的失效以及隨之而來的散熱問題，單純持續提高 CPU 時鐘頻率變得不再現實，廠商也逐漸轉而向低頻多核架構的研究。

AMD 先前代工廠商 GlobalFoundries14nmLPP 技術授權自三星，工藝水平低于 Intel 14nm，但同價位產品多線程性能更高。以 AMD 目前最新的 Ryzen 系列處理器為例，Ryzen系列于 2017 年 3 月上市，采用 ZEN 架構，制作工藝采用 GlobalFoundries 14nmLPP，事實上 GlobalFoundries 14nmFinFET 技術于 2014 年購買自三星，在柵極間距（Gatelength）/CPP（ContactedPolyPitch）、鰭片間距（FinPitch）、第一層金屬間距（MetalPitch）等參數上 AMD 14nm 處理器均弱于 Intel 14nm 處理器。根據 Anandtech 性能測試結果，AMDRyzen 系列 CPU 在單線程性能方面弱于同價位 IntelCPU，但由于采用了堆積更多核心的設計，實際多線程性能強于同價位 IntelCPU，因而 AMD RyzenCPU 實際擁有更高性價比。

目前服務器市場英特爾占據約 99%市場、AMD 約 1%；桌面級市場英特爾約占 91%、AMD 約 9%。AMD 在 CPU 市場長期位于市場第二，近幾年來市場份額有顯著下降。但自2017 年 AMD 發布 Ryzen 新系列之后，新品獲得較好反響，市場份額開始好轉。2018 年AMD 服務器 CPU 市場份額已回升超過 1%，個人電腦 CPU 市場份額亦回升至 10%左右。

AMD轉投臺積電后，工藝水平趕超英特爾，有望持續擴張市場份額。近期 AMD 宣布在 7nm 節點采用臺積電工藝，其長期合作的代工廠 GlobalFoundries 放棄 7nm 研發。一方面，由此可見賽道壁壘持續提高，GlobalFoundries 7nm 技術進展已無法滿足 AMD 需求，臺積電在有限的未來先進工藝代工中難以看到對手。另一方面，CPU 已經進入 Fabless + Foundry 階段，英特爾與 AMD 之間的競爭實質上變為英特爾作為 IDM 與臺積電代工工藝的競爭。由于臺積電 2018 年 Q2 已量產 7nm 工藝，AMD 有望從 2019 年上半年逐漸出貨7nmCPU 產品，而英特爾 10nm 預計 2019 下半年量產，實際出貨恐延后至 2020 年。AMD有望工藝領先 Intel 一年左右，未來一年內在服務器端和個人電腦端 AMD 有望持續擴張市場份額，預計 AMD 與臺積電雙雙獲益。