為什麼cpu製程工藝非要追求7nm、5nm甚至2nm,為何要追求這麼小?

2020-12-03 宋飛燕最棒

CPU製程工藝追求這麼小的原因現在高端晶片在製作的過程中越來越要求製程工藝越來越小了這是不爭的事實,我從一本資料上看到,自從上個世紀70年代至今,晶片在面積上在不斷地減小,但是每種晶片中所包含的電晶體的數量卻在以每1.5年增長一倍的速度增長著。這說明在在晶片的尺寸不斷減小的情況下,而晶片的性能和功能又在不斷地提高,這就要在有限的晶片尺寸裡集成更多的半導體電晶體,我認為唯一的辦法就是在製造工藝上不斷地改進,那麼減小製造線程是增加電晶體數量的有效途徑之一。只有製造工藝的製程減小了才能容得下更多的半導體電晶體。

而晶片裡電晶體集成數量的多少決定了晶片的許多性能,比如以CPU為例,當CPU裡的電晶體數量增多的情況下,我們根據著名的摩爾定律可以知道,CPU的性能就會得到大幅度提高,比如CPU的運算處理速度會提高、功耗會下降,而這些都是作為晶片最重要的參數,它們決定這產品的競爭力,因此CPU製造商都會千方百計地減小製程,從以前的微米線程到幾百納米線程,再從幾十納米一直到前些年的十幾納米,最後再到現在的幾納米。人們在無休止地減小晶片製程。CPU製程小的好處剛才說了一下CPU製程小可以增加晶片裡的MOS半導體電晶體的數量,提高它的運算處理速度外,還可以降低功耗。

另一方面CPU的製程小提高了集成度,也就減小了寄生電容的產生,使晶片的工作穩定性更高,同時晶片的發熱量也會減小許多。這一點從我們使用的電子產品中就可以體現出來,比如我09年用的筆記本電腦,開機10分鐘之後,就會發現電腦底部溫度很高,去年我重新購置了一臺配置為i7處理器的筆記本電腦,這個老式的電腦我就讓它光榮下崗了。我這個剛換的電腦開機一天其底部只是有點餘溫。從這裡可見,由於晶片的集成度的提高,使它能高頻、高速、低功耗更加穩定地運行。減小CPU製程的方法為了使CPU等晶片的製程更小,這就需要一種特殊的設備來完成,那就是光刻機或者蝕刻機。

現在3nm得光刻機已經研發出來,它是製造體積更小、集成度更高的關鍵核心設備。

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    一直以來,市場上10nm、14nm、22nm、28nm,甚至90nm、大於100nm製程工藝的晶片都很多,目前晶片大佬英特爾也才剛剛實現10nm製程工藝,而且大規模量產還不穩定,英特爾因技術原因,其7nm製程工藝晶片遲遲推不出來,而臺積電給華為代工的5nm晶片麒麟9000已經生產出上千萬片。
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