别再管多少纳米芯片了,在28nm之后,工艺其实就靠吹牛


在当下的半导体工业,厂商之间的竞争如火如荼。赫赫有名的台积电和三星已经迅速地走在了最前沿,宣布实现了3nm工艺技术。然而,就在他们热火朝天地攀爬技术之峰的时候,我们看到了英特尔,一直坚守在7nm的技术线上。与此同时,其他的晶圆制造商则在多样的技术平台上展开竞技:14nm、28nm、甚至还有60nm。这样的技术差距,是否意味着产品质量的差异?还是说,其中隐藏着其他的秘密?

从数字逻辑来看,3nm的技术工艺应当是超越5nm,5nm又应当超越7nm。越小的纳米数,通常代表了更高密度的晶体管,更高的处理能力,更低的功耗。从这个角度看,数字越小的工艺,就代表了更高级,更先进的技术。简单来说,就如同汽车的马力越大,动力就越强劲,速度越快。

而今,每当新的芯片问世,似乎大家的第一个念头就是去挖掘其背后的工艺技术。那个数字,仿佛成了衡量芯片优劣的金标准。以近期备受关注的麒麟9000S为例,它一经发布,网上便热议纷纷。人们好奇它是14nm还是7nm,亦或是5nm?这种追求,仿佛是一个探寻真相的过程,试图从数字背后解读产品的高低。

但其实,这其中有一些细节是被忽略了的。从28nm的技术工艺开始,单纯的纳米数字已经不能直接代表芯片的物理尺寸。许多消费者未必知道,当我们说某个芯片是14nm或者7nm,我们实际上是在谈论的等效工艺。

所谓的“等效”是什么意思呢?它意味着14nm的芯片,实际上并不是真正的14nm尺寸。这个“14nm”只是一个标识,代表这款芯片的性能、功耗与真正的14nm尺寸芯片相当。与此类似,7nm、5nm、3nm这些看似越来越小的数字,其背后也都是等效的技术工艺。这或许能解释为何不同工艺的芯片在性能上并没有那么大的差距,因为数字背后的实际意义,早已超越了表面。

在信息科技迅速发展的时代,每一颗芯片都是时代的见证者。早期,当我们提及“多少纳米”的芯片,例如90nm或45nm,这并不是一个随意的数字。它直接反映了晶体管中栅极的实际长度。在专业领域中,我们称之为Gate Length。就好比人类DNA中的基因序列,每一点缩减都是对性能的极致追求,是科技进步的足迹。

所以,晶圆厂们如同艺术家挥洒墨彩,在技术的画布上,不断地尝试缩小这栅极长度。但是,正如每一位艺术家都会面临的挑战,晶圆厂也发现这并不是一个无限缩小的过程。随着栅极长度的减少,芯片开始呈现出短沟道效应,这意味着漏电、不稳定、功耗的增加以及发热等种种问题。这些问题仿佛是对技术进步的考验,限制了芯片进一步的小型化。

特别是,当晶圆厂勇敢地跨入28nm的门槛时,他们发现,再想按照传统的方法,每一代缩小30%的栅极长度,变得越来越困难。就像跑者在马拉松的最后一段,每一步都需要更多的努力。原先的摩尔定律,似乎不再像之前那么容易遵循。但是,晶圆厂并没有放弃,他们决心寻找新的方法来继续前进。

面对这样的困境,晶圆厂们转变了战略。他们开始不再单纯地追求小型化,而是将目光转向了性能(Performance)、功耗(Power)以及面积尺寸(Area)这三大方向。这三大方向也成为了他们未来的发展目标。就像一个战士,在不同的战场上,需要用不同的策略。在这个科技的战场上,晶圆厂决定用性能、功耗和面积来和挑战对抗。

最终,晶圆厂取得了一些显著的成果。尽管栅极长度并没有真正缩小30%,但是只要他们能实现晶体管缩小了30%、或者功耗降低了30%、或者性能提升了30%,大家都会欣然接受这是新一代的工艺。正如每一个历史时期的颠覆性创新,都不是简单的线性进展。晶圆厂的这一改变,也许正是科技发展中的一个新的里程碑。

在科技领域的进步之中,人们往往追求某种可见、可感的标准来判定一个技术是否进步。如同跑步比赛中我们追求速度和时间,半导体产业中,栅极长度成为了这样一个标杆。但实际上,科技的进步并不总是线性的,也不总是明显的。像栅极长度这种指标,在很多时候,都似乎停留在原地,不见任何的明显进步。但这并不代表半导体厂家们停止了努力。相反,他们在背后默默地改进了其他工艺,这样不仅让芯片的性能得到了提升,还成功地降低了功耗。这种进步或许不如数字那样直观,但它们所带来的效果,却是实实在在的。

Intel作为全球知名的半导体公司,其在技术研发上的投入与决心毋庸置疑。但相对于其它如三星、台积电等公司,Intel在宣传策略上显得略显“笨拙”。这些公司善于“夸张”自己的成果,声称自己的晶体管尺寸已经大幅缩小,而性能得到了大幅度的提升。但事实上,尽管Intel的技术也有所进步,却因为在14nm工艺上打磨了长达四代的时间,让外界误以为它的工艺迟迟不前。与此同时,台积电和三星已经声称进入到5nm工艺,使Intel在数字战中显得处于下风。

但如果从一个更微观、更实质性的角度来看,这场工艺的数字战并不如表面那么简单。用晶体管密度作为评判标准,Intel的7nm工艺实际上与台积电的5nm工艺,甚至三星的3nm工艺相当。这意味着,尽管Intel自称使用的是7nm工艺,但其实它的技术实力并不比其它公司差。相反,由于选择了一个更为保守的数字,Intel在公众的眼中似乎“落后”了,但这其实是一种误解,因为数字并不总是能完整地反映出技术的真实面貌。

因此,当我们面对如今的芯片工艺时,真的不必过于纠结于这些数字背后的含义。是否是7nm、5nm或是3nm,这些只不过是某些公司选择用来描述自己技术的词汇而已,更多的时候,它们只是一种市场营销的策略。毕竟,大家都喜欢听到更小的数字,因为它们往往意味着更强大的技术。但这只是一种假象,真正的技术含量,还需要我们深入了解和研究。

当然,这并不意味着数字毫无意义,但更关键的是我们要看到数字背后的实质。芯片的性能、晶体管密度、功耗等,这些才是决定一个芯片优劣的真正关键标准。这些实质性的指标,远比一个简单的纳米数值更加重要。因此,当我们评价一个芯片的时候,不应该只看其工艺数字,而应该更加注重它的实际表现和性能。这才是衡量技术进步的真正标准。

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页面更新:2024-02-13

标签:三星   栅极   芯片   工艺   晶体管   功耗   纳米   长度   性能   数字   技术

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