芯片|常听到的芯片制程 22nm 14nm 7nm是什么意思?

芯片|常听到的芯片制程 22nm 14nm 7nm是什么意思?

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【芯片|常听到的芯片制程 22nm 14nm 7nm是什么意思?】芯片制程还要从晶体管说起 , 晶体管是芯片的组成单位 , 可以说如果芯片是房子 , 那么晶体管就是组成房子的砖块 , 随着芯片技术的发展 , 单个芯片上集成的晶体管越来越多 。
英特人创始人之一的摩尔曾经说过著名的摩尔定律: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 。 换言之 , 每一美元所能买到的电脑性能 , 将每隔18-24个月翻一倍以上 。 在2018年发布的麒麟980芯片上就集成了69亿个晶体管 。

麒麟芯片
下面就是晶体管的结构 , 图中的晶体管结构中 , 电流从 Source(源极)流入 Drain(漏级) , Gate(栅极) , 可以把晶体管比作水龙头 , 水流从源极流入漏极 , 栅极就相当于水龙头的开关 。 而栅极的最小宽度(栅长) , 就是XX nm工艺中的数值 。 栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗 , 表现出来就是手机常见的发热和功耗 , 宽度越窄 , 功耗越低 。 可以这么理解如果打开水龙头的力越小就相当于制程越小 。

晶体管结构
对于芯片制造商而言 , 主要就要不断升级技术 , 力求栅极宽度越窄越好 , 但是进入10纳米制程将面临相当严峻的挑战 , 主因是1颗原子的大小大约为0.1纳米 , 在10纳米的情况下 , 一条线只有不到100颗原子 , 在制作上相当困难 , 而且只要有一个原子的缺陷 , 像是在制作过程中有原子掉出或是有杂质 , 就会产生不知名的现象 , 影响产品的良率 。
台积电最近几年坐稳了全球晶圆代工市场一哥的位置 , 不仅市场份额高达50%以上 , 在7nm等先进工艺上也是领先一步的 , 预计其独霸优势至少持续5年 , 在2nm工艺量产前都是有优势的 。
台积电在2018年首发了7nm工艺 , 目前这依然是最先进的工艺之一 , 领先于三星、Intel等对手 , 先后获得了苹果、华为、AMD等公司的大订单 , 现在也是居高不下 。
今年将会量产5nm工艺 , 苹果、华为依然是大客户 , 不过华为在9月15日之后就不能出货了 , 后续AMD等客户会跟上 , 2021年预定的产能是当前的2倍 。
再往后 , 台积电还有3nm工艺 , 风险试产预计将于今年进行 , 量产计划于2021年下半年开始 。


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