蘋果、華為和高通下代手機晶片都是7nm製程工藝,有什麼優勢?

2020-12-06 電子發燒友

蘋果、華為和高通下代手機晶片都是7nm製程工藝，有什麼優勢？

工程師黃明星 發表於 2018-08-13 15:26:41

2018年下半年，晶片行業即將迎來全新7nm製程工藝，而打頭陣的無疑是移動晶片，目前已知的包括蘋果Apple A12／華為麒麟980以及高通驍龍855都是基於7nm工藝，製程工藝似乎成為手機晶片升級換代的一大核心點，那麼7nm製程工藝好在哪，對用戶來說有何價值呢？

根據百度百科的定義，通常我們所說的CPU的「製作工藝」，是指在生產CPU過程中，集成電路的精細度，也就是說精度越高，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，精細度就越高，CPU的功耗也就越小。目前半導體晶片主流製程工藝為14nm和10nm，而由於各家的製程工藝定義稍有差異，因此即使是相同的XXnm也不一定完全相同。

今年下半年，手機晶片將進入到7nm時代，而目前已經投產7nm的僅有臺積電一家，三星半導體的7nm目前還沒有確切消息傳出，英特爾的10nm還在難產。蘋果Apple A12／華為麒麟980以及高通驍龍855都是由臺積電代工，因此從工藝製程來說這三款晶片沒有差異，更多的差異在於IC設計。

總結下來7nm製程工藝有三點優勢

第一：晶片功耗更低

晶片的製程工藝數字越小，比如7nm比10nm更小，晶片的功耗越低，製程工藝是指IC內電路與電路之間的距離，間距越小耗能越低，但更先進的製成工藝需要更久的研製時間和更高的研製技術更先進的製造工藝會使處理器的核心面積進一步減小，也就是說在相同面積的晶圓上可以製造出更多的CPU產品，更先進的製造工藝還會減少處理器的功耗，從而減少其發熱量，解決處理器性能提升的障礙。

第二：晶片面積更小

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。。提高處理器的製造工藝具有重大的意義，因為更先進的製造工藝會在CPU內部集成更多的電晶體。手機內部空間寸土寸金，更小的晶片有利於騰出寶貴的空間來容納更大的電池，以提高設備的續航能力。

第三：晶片性能更強

在這裡有個概念叫「TDP」，TDP的英文全稱是「Thermal Design Power」，中文直譯是「散熱設計功耗」，目前手機晶片的散熱設計功耗一般都不超過5W，雖然製程工藝不直接決定手機晶片的性能，但得益於7nm更低的功耗，在相同TDP條件下7nm要比10nm的性能更強，也就是說在IC設計階段可以增加更多的電晶體，實現更高的性能。

更先進的製程能夠提供更低的功耗、更小的面積以及更強的性能，現在的數碼產品對於續航有著較為苛刻的要求，而製程工藝的進步是驅動晶片升級的重要動力。而在7nm之後，還會有5nm、3nm甚至更加先進的製程工藝出現，製程工藝的進步可以使數碼產品的續航提升顯著，同時性能也更強。

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