5納米有多牛?宏旺半導體分析5納米、7納米等製程究竟是指什麼?

近日，半導體行業頻頻出現大動作。高通發布旗下第三代5G基帶晶片驍龍X60，稱該晶片將採用三星5納米工藝進行代工生產。無獨有偶，臺積電也開始量產5納米EUV工藝製程晶片。可能對於關注晶片的人來說，不理解為啥5納米製程如此受關注？今天，宏旺半導體帶大家一文讀懂在晶片生產製造技術環節中，什麼是納米製程，而5納米製程相對來說有什麼進步。

什麼是納米製程？

首先納米，是指一種長度單位，1納米就是10億分之一米，也叫毫微米。納米製程，習慣上，專指電子晶片中電晶體，極與極間距，電極本身寬度，從幾十納米到幾納米的長度距離，比如十納米製程，那麼電晶體本身電極最小處就是10納米。

宏旺半導體了解到，一般而言，晶片的納米製程就是指電晶體柵極的線寬度，也就是電晶體源極和漏極所連接的半導體材料的距離。理論上，柵極的線寬越小越省電，電壓也可以越低。

5納米有多牛？宏旺半導體分析5納米、7納米等製程究竟是指什麼？

根據摩爾定律理論，每隔18個月，晶片內部電晶體數量就會翻一番，性能也將跟著翻倍。這樣晶片性能不僅更加強大，而且功耗也會更低。隨著晶片面積越來越小，集成電路內部電晶體數量急劇增加，在性能方面也會大大提升。舉個例子，7納米製程工藝的A13仿生晶片有85億個電晶體，而5納米製程的A14仿生晶片內部將擁有150億個電晶體。

5納米或將成為今年焦點

如果說2019年先進工藝的競爭重點是7納米+EUV光刻工藝，那麼2020年焦點將轉到5納米節點上。根據臺積電發布的信息，5納米製程將分為N5、N5P兩個版本。N5相較於當前N7的7納米製程，性能要再提升15%、功耗降低30%。N5P則將在N5的基礎上再將性能提升7%、功耗降低15%。

5納米將使用第五代FinFET電晶體技術，EUV極紫外光刻技術也提升到10多個光刻層，整體電晶體密度提升84%。換句話說，以7納米是每平方公釐9，627萬個電晶體計算，則5納米就將是每平方公裡有1.771億個電晶體。

納米製程的進步對存儲晶片有什麼好處？

前文提到，縮減元器件之間的距離之後，電晶體之間的電容也會更低，從而提升它們的開關頻率。那麼，由於電晶體在切換電子信號時的動態功率消耗與電容成正比，因此，它們才可以在速度更快的同時，做到更加省電。另外，這些更小的電晶體只需要更低的導通電壓，而動態功耗又與電壓的平方成反比（這時能效也會隨之提升）。

宏旺半導體之前說過，推動半導體製造商向更小的工藝尺寸進發的最大動力，就是成本的降低。組件越小，同一片晶圓可切割出來的晶片就可以更多。

所以，納米製程越先進，晶片的性能越是強悍，存儲器產品越是優質。

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在製程技術方面，宏旺半導體一直致力於eMMC/eMCP/DDR/LPDDR/UFS/UMCP

/SSD高階存儲產品的設計與製造。宏旺半導體自主研發先進位程級別的eMMC，具有低功耗、高穩定度與輕小體積的特點，目前已廣泛應用於行動裝置、工規市場、車載系統、物聯網、機器人及人工智慧等領域。未來宏旺半導體會持續把存儲晶片研發做好，繼續對標國際原廠技術指標，達到國際一流產品技術標準，為市場提供最符合市場期待的存儲解決方案。