芯片突破的极限在哪里?1nm之后呢?

芯片制程的极限在哪里?十年前,有人觉得是65纳米工艺,五年前有人觉得是22纳米工艺,两年前今天进入10纳米时代,又有人说1纳米是硅基极限,这次一定是真的了。但随着这场芯片竞赛愈演愈烈,这个问题似乎又又又又又没有答案。

芯片突破的极限在哪里?1nm之后呢?

如今各芯片巨头的制程技术在不断突破,蓝色巨人IBM刚发布二纳米芯片制造技术,台积电则宣布联合台大和麻省理工在1纳米芯片领域取得了关键性的进展。各芯片巨头都加大力度投入芯片制程的升级,芯片制程真的有极限吗?制程真的越小越好吗?

要搞清楚这个问题,我们得先来看一下什么是芯片制程?

要想理解制程这一个概念,得先知道芯片的组成单位“晶体管”。在晶体管结构中,电流从源极流入漏极,其中栅极相当于闸门,主要负责控制两端源极和漏级的通断,也就是说,晶体管在芯片中起到开关的作用,能通过影响相互的状态传递信息,晶体管的栅极控制着电流能否从源极流向漏极,而所谓芯片制程就是用来描述芯片晶体管栅极宽度的大小。

一般来说,芯片制程数字越小,晶体管密度越大,芯片性能就越高,例如台积电七纳米芯片,每平方毫米约有1亿个晶体管,而后,五纳米三纳米芯片将进一步将每平方毫米的晶体管数量提升至1.731亿个和2.5亿个,伴随制程的进化,五纳米七纳米芯片性能提升15%,功耗降低30%,3纳米又比5纳米芯片性能提升10%-15%,功耗降低25%-30%,这不就正好说明了日程越小芯片越好吗?这不就结案了吗,当然不是。

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