@Joel Hruska，2019年8月3日
晶片行業經常討論製程節點，隨著英特爾的10nm製程節點走向生產，網友們圍繞這個問題的對話越來越激烈，對於台積電和三星是否比英特爾擁有製造優勢網友們也爭執不一。
製程節點通常以數字命名，後跟納米的縮寫：32nm、22nm、14nm等。CPU的任何特性與製程節點名稱之間沒有固定的、客觀的關係。但現在的情況並非總是如此了。從大約20世紀60年代到90年代末，節點是根據它們的柵極長度的長度命名的。來自IEEE的圖表顯示了以下關係：
很長一段時間，柵極長度（電晶體柵極的長度）和半節距（晶片上兩個相同特性之間的距離的一半）與過程節點名稱匹配，但最後一次匹配是1997年。半節距在前幾代CPU中一直與節點名匹配，但在之後任何實際都不再與之相關。事實上，很長一段時間以來，處理器節點的幾何比例實際上與理想的進化曲線已經不再匹配縮放了，見下圖：
上圖：理論上的製程節點在2015年會達到1納米（紅線）。藍色星代表半節距，綠色星代表柵極長度。
如果我們能夠達到理論要求來保持節點名稱和實際特性大小的同步，那麼六年前我們的生產製程節點就已經降到了1nm以下。
現在我們看到用來表示每個新節點的數字只是晶片公司選擇的數字。早在2010年，ITRS（稍後會有更多的介紹）就將在每個節點上轉儲的技術稱為「等效縮放」。當我們接近納米尺度的末端時，公司可能會開始使用埃米尺度而不是納米尺度，而晶片行業早期，更常見的情況是以微米為單位的工藝節點，而不是納米，例如，0.18微米或0.13微米，而不是180納米或130納米。
半導體製造涉及大量的資本支出和大量的長期研究。從一種新的技術方法被引入到大規模的商業製造之間的平均時間大約是10-15年。幾十年前，半導體行業認識到，如果有一個通用的節點引入路線圖，以及這些節點所針對的特性尺寸，那麼這將對行業每個人都有好處。這將允許將新節點推向市場時所需要的所有行業能夠結合起來進行廣泛、同時的開發。多年來，ITRS（國際半導體技術路線圖）——發布了該行業的通用路線圖。這些路線圖長達15年，為半導體市場設定了總體目標。
上圖：線路圖，維基百科圖片。
ITRS於1998-2015年出版。2013-2014年，ITRS升級為ITRS 2.0，但很快就認識到其任務範圍——「為大學、協會和行業研究人員提供未來的主要參考，以刺激半導體各個技術領域的創新」，為了能極大地擴大其覆蓋範圍。ITRS改組為新的組織，名為IRDS（設備和系統的國際路線圖），其任務範圍更大，涵蓋了更廣泛的技術。
這一範圍和焦點的轉變反映了晶片製造業正在發生的事情。我們停止將柵極長度或半節距與節點大小綁定的原因是它們要麼已經停止縮放，要麼已經開始變緩慢地縮放。作為替代方案，晶片公司已經集成了各種新技術和製造方法，以允許繼續擴展節點。在40/45nm，像GF和TSMC這樣的公司引入了浸入式光刻技術。在32nm處引入了雙模式。gate last manufacturing的特點是28納米。Intel在22nm和14/16nm節點上引入了鰭式場效應電晶體FinFETs，而業內其他公司也引入了FinFETs。
晶片公司有時會在不同的時間引入特性和功能。AMD和台積電推出了40/45nm的浸入式光刻技術，但英特爾一直等到32nm才採用這一技術，首先選擇推出雙模式。全球晶片鑄造廠和台積電開始採用32/28nm的雙模式。台積電採用28納米的閘極結構，而三星和GF則採用柵極優先技術。但是，隨著製程進展的放緩，我們看到晶片公司更加注重市場營銷，更多的是以定義「節點」的方式來宣傳自己，而不是在物理柵極長度上。像三星這樣的公司通常會推出數字上處於領先地位的節點。
上圖：每個製程節點都會有升級的空間，但已經不是按照摩爾定律來了，也就是網友所說的擠牙膏。
雖然現在節點名稱與任何特定的特性大小無關，並且一些特性已經停止了擴展，但半導體製造商仍在尋找提高關鍵指標的方法。這是真正的工程改進。但是，由於現在的優勢很難實現，而且需要更長的時間更高的代價來發展，晶片公司正在更多地嘗試所謂的改進。例如，三星部署的節點名稱比以前多得多。這就是市場營銷。
因為英特爾10nm製程的製造參數非常接近台積電和三星所使用的7nm製程值。下面的圖表來自維基晶片，它結合了英特爾10nm節點的已知功能尺寸和台積電和三星7nm節點的已知功能尺寸。如你所見，它們非常相似：
（由ET生成的圖像，由wikichip的數據編譯而成）
表格可以看到，14nm/10nm那兩列顯示了每個公司從其前一個節點向下擴展特定功能的程度。英特爾和三星的最小柵極間距比台積電要緊，但台積電的高密度SRAM點距比英特爾的要小，這很反映了台積電可以滿足不同客戶的需求。與此同時，三星的點距甚至比台積電要小。不過，總體而言，英特爾的10nm製程節點觸及了許多關鍵指標，但在台積電和三星方面都稱之為7nm。
由於特定的設計目標，單個晶片仍然具有偏離這些尺寸的特性。製造商提供的關於這些數字的信息是針對給定節點上的典型功能的預期實現，不一定與任何特定晶片完全匹配。
有人質疑英特爾的10nm+工藝（用於icelake冰湖）和這些數據有些差異（可能上面表格這些數據是Cannon Lake的）。誠然，英特爾10nm節點的預期規格可能略有變化，但14nm+也是從14nm變化過來的。英特爾已經表示，它仍然將10nm的比例因子定為2.7x，而不是14nm，因此我們將暫緩任何關於10nm+可能略有不同的猜測。
理解新流程節點含義的最佳方法是將其視為一個總的概括術語。當一個鑄造廠談論推出一個新的工藝節點時，他們所說的歸結為：
「我們創造了一種新的製造工藝，具有更小的特點和更嚴格的公差。為了實現這一目標，我們整合了新的製造技術。我們將這組新的製造技術稱為流程節點，因為我們需要一個能夠區別以往的術語用詞，這個術語用詞能夠清楚表達我們獲得的進步和改進能力的概念。」
所以出現了14nm，12nm，11nm，10nm，8nm這些不復合摩爾定律但卻滿足行業使用要求的的術語名詞。晶片製程節點命名就變得複雜起來，歸根結底還是晶片廠家的商業考量。