关于芯片制造的一篇文章

先叠个甲,本人非业内人士,只是偶然中看到这篇文章,觉得似乎颇有道理,与君分享。

近年来,事实上关于芯片工艺制程3nm、5nm一直被质疑。要弄清这个问题,你得先知道什么是制程。

芯片上拥有数量庞大的晶体管,而制程就是晶体管源极和漏极之间的沟道长度。晶体管内部的电流从起点(源极)流向终点(漏极)要经过一道闸门,这个闸门的宽度(栅长)就是芯片的纳米单位。也就是我们说的几纳米。这些数字,原本是指芯片晶体管栅极长度的大小。随着技术的成熟,晶体管尺寸的减小,性能随之提高、功耗降低以及发热量的降低。简言之,较小的晶体管比较大的晶体管更好,并且制造商之间的工艺节点代际改进是相似的。

然而,在过去的几十年里,随着集成电路设计(从平面晶体管到各种类型的 3D 晶体管)和制造工艺的各种专有改进,仅根据晶体管尺寸来衡量性能增益变得更加复杂。

在28nm以下,由于采用finfet这些新的技术,这些数字和实际的节点和栅极长度,以及半节距就匹配不上了。所以,现在的7nm,5nm,早已不是原来指的栅极长度。因此,3nm 工艺芯片本质上已经成为一个营销术语,与晶体管的尺寸没有直接关系了。

台积电的Philip Wong曾在Hot Chips 31主旨演讲中也透露了这个问题:“它过去是技术节点,节点编号,意味着一些东西,晶圆上的一些功能。”但是:“今天,这些数字只是数字。它们就像汽车模型——就像宝马5系或马自达6。数字是什么并不重要,它只是下一项技术的目的地,它的名称。”

事实上,从台积电高管的话里可以知道,我们所理解的3nm,其实与他们做出来的3nm已经不是同一个概念了,更多是一个迭代的节点数字,与实际工艺技术存在差距。比如说宝马7系的车速、性能也不是宝马3系的两倍,先进制程的所谓5nm, 3nm确实没有实际物理意义了,只是一种型号的代号。因此,我们过去很长一段时间把节点的名称与技术实际提供的相混淆了,这个只是一代工艺代号而已。

iPhone15系列采用了3nm的芯片,并不是功耗降低了,减少发热,而是发热反而比前代更突出,并没有给用户带来很好的体验和感受。事实上,从产品体验与口碑来看,iPhone15的体验口碑并没有因为3nm获得了加持,大家在感知层面也并不明显。

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