HD5800輝煌的根本 RV870背后研發故事

    作為第一款40nm圖形處理器，ATI選擇了其路線圖上可以承受的最大尺寸的芯片，這就是RV740（Radeon HD 4770）：

2009年4月發布的第一款40nm產品－ATI Radeon HD 4770

    然而，NVIDIA卻選擇了更小的芯片。雖然RV740面積是137平方毫米， NVIDIA的第一批40納米產品是G210和GT220，面積分別是57平方毫米和100平方毫米。在G210和GT220在它們出生后最初幾個月內只向OEM廠商出貨，我猜想G210在這些訂單當中的百分比更大。請注意，直到GeForce 240發布，NVIDIA 40納米芯片的大小才等于RV740芯片的大小。GT240在2009年11月發布，而Radeon HD 4770（RV740）在2009年4月就已經發布，比GT240提前了7個月。

NVIDIA第一款40納米圖形處理器在2009年7月出貨

    當ATI和NVIDIA將高性能圖形處理器制造工藝遷移到40nm的時候，ATI公司有更多的經驗，在大尺寸芯片工藝上和臺積電有更多接觸和經驗教訓。

    ATI當時的圖形工程副總裁David Wang，在RV740設計過程當中，打電話給Carrell表達對臺積電40納米工藝的擔心。他擔心制造過程中的金屬處理可能導致芯片的Via質量問題。所謂Via，是指芯片不同金屬層之間的微小連接。當時臺積電40nm的Via失敗率如此之高，影響這一制程的產率和產量。即使Via不會完全失敗，也會降低通過的信號質量。

    David Wang對于臺積電40nm工藝擔心的第二個原因是有關晶體管的尺寸變化。半導體設計當中有成千上萬的尺寸需要你去擔心。無論采用何種制程和工藝，芯片和芯片之間在尺寸上有許多差異，David Wang特別擔心制造晶體管溝道長度的變化。他擔心臺積電40納米工藝在尺寸差異上的問題，將超出ATI公司的忍耐程度。

1個標準的CMOS晶體管，其尺寸誤差程度有相當嚴格的要求

    臺積電當時試圖讓ATI相信，溝道長度的變異會相對較小，當時Carrell和工程團隊對此都非常緊張，但他們對此也無能為力。

    當時，芯片金屬層之間Via問題容易解決（但代價昂貴）。David Wang決定將RV740芯片當中的Via數量翻倍。在設計中的任何連接兩個金屬層的地方都有兩個Via，這樣就讓RV740的芯片尺寸增加，但是總比芯片不工作要好。但是，溝道長度差異的問題依然存在，沒有立即的解決辦法，這是他們的憂慮，但或許是不合理的恐懼。

    臺積電晶圓去進行RV740初步的流片。當芯片樣品回到ATI，ATI發現它們的工作熱量超出ATI預期，并且它們的漏電問題也超過ATI預期。

    工程團隊立即去工作解決問題，他們將芯片樣品一個一個分析，他們沒有花多長時間就看出晶體管通道的差異度超出最初規定的容忍度。如果晶體管通道差異度到達一定程度，那么生產出來的部分芯片工作頻率低于預期，而其它芯片的漏電問題或許會更加嚴重。

    工程團隊終于想出解決的辦法，通過在RV740設計上做出一些更動，來消滅大多數的漏電問題。但是，性能仍然是一個問題，而RV740由于花費大量時間在如何解決各種生產問題上。不過RV740對ATI來說意義非凡，它為Cypress和其它EverGreen家族產品的成功鋪平了道路。

    至于RV740的曲折道路如何影響NVIDIA公司，我們目前無法給出答案。但是，謠言似乎都顯示，NVIDIA公司在40納米上的經驗根本無法和ATI相提并論。去年12月，NVIDIA公司公開對臺積電表視不滿，并且要求臺積電在Via上做到接近零缺陷。

    費米的謠言也印證了ATI RV740遇到同樣的問題，即產量之低，發熱量之高，工作頻率之低都超過預期。我們現在還沒有看到任何費米出貨的跡象。

    當我問NVIDIA，為什么Fermi/GF100會延期到如此之晚，NVIDIA指出問題出在架構部分，而不是在芯片制造部分。當然，如果Fermi/GF100延期的確是NVIDIA 在臺積電40納米工藝上所付出的代價，那么我預計其繼任者會去更順利的推出。

    這并不是說臺積電不知道如何運行它的代工工廠，但也許該公司在40納米跳躍得有點過頭：

    你會記得在 Cypress討論當中，Carrell相信臺積電40納米工藝成本不算便宜。然而當時，無論是在ATI或NVIDIA，幾乎無人贊同Carrell的看法。我問Carrell為什么會有這種情況，為什么他可以知道很多人不知道的內情。

    Carrell將其歸結于他的經驗，并講述了一堆我不能在這里發表的內容。不用說，他對臺積電40納米工藝持更加懷疑的態度。不過，一個團隊當中有懷疑者并非壞事。