為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?


為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

眾所周知,這些年在芯片生產,似乎有一種以製程論英雄的感覺,那就是看誰的製程工藝更先進,製造越小越好。比如第一款7nm芯片麒麟980,依靠製成工藝和高通驍龍的845打得有來有回。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

通常我們所說的CPU的“製作工藝”指得du是在生產CPU過程中,只要進行加工各種電路和電子元件,製造導線連接各個元器件。通常其生產的精度以微米(長度單位,1微米等於千分之一毫米)來表示,未來有向納米(1納米等於千分之一微米)發展的趨勢,精度越高,生產工藝越先進。在同樣的材料中可以製造更多的電子元件,連接線也越細,提高CPU的集成度,CPU的功耗也越小。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

製造工藝的微米是指IC內電路與電路之間的距離。製造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發展,。密度愈高的IC電路設計,意味著在同樣大小面積的IC中,可以擁有密度更高、功能更復雜的電路設計。微電子技術的發展與進步,主要是靠工藝技術的不斷改進,使得器件的特徵尺寸不斷縮小,從而集成度不斷提高,功耗降低,器件性能得到提高。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

自2018年以來,芯片,這個原來只有少數人知道的專業名詞,現在逐漸成為了人們議論的熱詞。有的人在強調,芯片是有多麼的重要,我們要努力地追趕;有的人在說,工程師應該多使用國產芯片去替換國外芯片;還有的人在討論,國產芯片性能參差不齊,用著不放心。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

國產芯片研發方向是多少nm級別?


像是現在的芯片廠商都在追求更小的製程,比如臺積電去年就邁入了7nm時代,而今年會邁入5nm時代,目前的三星是8nm,中芯國際是28nm。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

在芯片設計這一塊我們已經走在世界前列,華為麒麟5G芯片足以和高通比肩,麒麟1020就是全球頂尖的5nm芯片,現在差的就是芯片製造。而對於芯片製造而言,設備尤其關鍵。


目前我國內陸最先進的芯片製造業當屬中芯國際無疑,號稱“純國產”芯片的14nm芯片麒麟710A就是由中芯國際代工。但是中芯國際之所以能夠代工麒麟710A,還是因為使用了美國技術和設備。換句話說,如果不用美國技術和設備,中芯國際也不能代工麒麟710A。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

那麼14nm芯片與7nm芯片有多麼的大差距?14nm芯片與7nm芯片之間有著1-2代的差距,所以它們之間的差距還是非常大的。


如果在芯片面積相同的情況下,7nm芯片所能集成晶體管的數量要比14nm芯片多很多。這樣來說,芯片的性能就越好。如果在晶體管數量相同的情況下,7nm芯片的面積要比14nm芯片的面積小很多。

為什麼芯片越小越好?國產芯片研發方向是多少nm級別?

我國大陸中最好芯片代工廠是中芯國際,目前中芯國際最好的技術就是14nm工藝,在今年4月份就已經實現了大規模量產,榮耀發佈的榮耀Play 4T使用的麒麟710A處理器就是採用的中芯國際14nm工藝。受臺積電方面的影響,不僅僅是手機處理器,華為其他芯片也由臺積電轉移到了中芯國際。中芯國際的N+1工藝也有望今年年底實現規模量產,對於N+1工藝大家可能比較陌生,中芯國際的N+1工藝與平常我們所說的7nm工藝是差不多的。


臺積電目前最先進的生產工藝是5nm,即將發佈的麒麟1020處理器與蘋果A14處理器都是採用5nm工藝製成。中芯國際與臺積電之間的差距,主要原因在光刻機上。


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