這些年,英特爾、三星、臺積電在制程上的恩恩怨怨,堪比武俠小說中恩怨情仇。這些大廠的爭斗均是圍繞14納米和16納米,那么問題來了,這個14納米和16納米有什么好爭的?下面芯易網就來簡單做一下介紹。 納米到底有多小 想要了解納米,我們來看看芯易網對它的定義:納米(nm)又稱毫微米,1納米=10-9米(度娘說),到底有多小呢?以我們的指甲厚度為例,一般的指甲厚度為0.1毫米,也就是將指甲橫向切成10份,那么每份也就差不多1納米。 了解納米過后,我們再來看看縮小制程的意義。眾所周知,縮小電晶體的最主要目的,是為了讓往里面塞更多的芯片,防止因芯片的增加而讓電晶體變大。此外,還可以增加CPU的運算速率、降低能耗。簡單的說,這也符合未來輕薄化的趨勢。 納米制程是什么 納米制程是指芯片中的線能縮小到的尺寸,舉個例子,長得跟下圖一樣的傳統電晶體,L代表著我們期望縮小的閘極長度,從Drain 端到 Source 端,電路可以節省更多的路徑,以達到減少耗電量的目的。 要想判斷電晶體的電流是否在流通,可以給綠色的方塊(Gate端)供給電壓,正常情況電流會從Drain端流動到Source段(沒電壓供給的話電流是不會動的)。這樣可以表示1和0(電腦也是以0和1做運算的),至于為什么要用1和0表示,可以去查閱布林代數。 制程縮小也會有物理的限制 當然,納米制程并非說縮小就能縮小的,當電晶體縮小到20納米的時候,就會出現漏電的量子物理問題。這個時候就要導入FinFET(Tri-Gate)來改善這個問題。導入這項技術后,電晶體漏電的問題就會減少(并非是完全消除)。 此外,FinFET(Tri-Gate)還可以增加下層和Gate 端接觸的面積。一般來說接觸面有且只有一個平面,但采用該技術后接觸面將變得立體化,進而輕而易舉地增加接觸的面積。從而在保持一樣的接觸面積的情況下,縮小Source-Drain 端,這對于設計者和制造者們來說至關重要。 想要理解縮小制程的難度,可以參考芯易網(https://www.xinyiic.com/)這個小實驗:用100個小珠子在桌子上以10X10的比例排列成正方形,再在上面蓋一張相同尺寸的紙。緊接著用筆刷掉旁邊的小珠子,使其最后形成一個10X5比例的長方形。從這個實驗不難看出,要達成這個目標非常不容易,由此可以了解到,各大廠面臨的困境有多么艱難。 三星和臺積電都在完成14 納米、16 納米 FinFET 的量產,并以此為資本爭奪下一代iPhone的芯片代工業務,隨著電子行業的競爭升級,我們將能看到更多省電又輕薄的手機。 比如目前全球領先芯片制作商都在追的10nm線程,不僅如此,廠商們還把目光投向7納米甚至是5納米,相信不久的將來會有更精湛的產品呈現在我們面前。敬請期待吧! |