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5纳米芯片意味着什么?

 pgl147258 2018-12-18

5纳米芯片意味芯片更小,单位面积晶体管更密,功耗更低

虽然不属于芯片设计和制造行业内的人士,但是也非常关注芯片技术的发展。比如高通骁龙芯片制程技术的发展历程。


骁龙801(MSM8974)采用28纳米技术,四核

骁龙810(MSM8994)采用20纳米技术,八核

骁龙820(MSM8996)采用14纳米技术,四核

骁龙835(MSM8998)采用10纳米技术,八核

骁龙845采用10纳米技术,八核

骁龙855采用7纳米技术,八核

自从手机SoC迈入64位时代之后,高通发布过以下五代800系旗舰产品(骁龙801是32位处理器),基本一年更替一代的节奏。众所周知,20nm制程工艺的手机SoC差不多都废了(骁龙810、联发科Helio X20/23/25/27)。落后的制程Hold不住CPU大核心或是多核Mali GPU的发热,于是乎手机冬暖夏烫,实际性能连理论性能的一半都发挥不出来。当年各手机厂商因为自家当年旗舰手机使用了骁龙810算是操碎了心。因为当年“暴热”的八核处理器以及落后的制程工艺,导致高通骁龙810被冠以“3秒哥”的美名,热到简直没法用。降温、降频、关核,轮替换核等等方式,都没能够稳住那颗“躁动的心”。

到了14/16nm这一代,苹果折了(双核电老虎),麒麟折了(暖手宝960),高通也折了一半。究其原因,依然是制程压不住大核心CPU和多核心高性能GPU的问题。骁龙820/821虽然不至于像810一样直接惨死,但过热现象也是动辄发生,打游戏超过15分钟也是降频卡顿

也是在这一年,人们真正开始重视制程工艺对于手机性能的影响,即“参数和实际体验并不一样,16nm带8核心的Mali-G71就是烫,就是卡,就是带不动”。

到了10纳米制程工艺时代,骁龙835和骁龙845温升和功耗俨然已经成为很多手机厂商旗舰级的宣传点,玩游戏再也不用担心烫手和掉帧了。

至于7纳米的855,性能到底怎么样,可能要等到2019年旗舰级才能体验到了。

5纳米对于晶圆厂意味著谁能存活下来

很多人都形容现在的手机行业是“红海”,各家厂商都是在短兵相接“白刀子进红刀子"的场面,用于形容手机行业竞争之惨烈。而晶圆生成行业也未曾不是如此呢?在晶圆代工领域的订单量上,台积电占了全球56%。随着AMD、苹果A13的青睐,台积电有望将优势扩大到60%。而对手三星、GF、联电、中芯国际都不到10%。

目前公布5nm及3nm计划的只有台积电和三星两家,半导体公司没几家了,联电已经放弃了12nm以下的先进工艺,英特尔还挣扎在10nm节点。其中又以台积电走在第一队列的头部,因为台积电已经提前一年开始建设5nm的生产工厂,预计明年4月可以量产标准,而的3nm台南园区工厂已经通过了环评初审,预计最快2022年底投产,这速度也是让其他晶圆代工厂望尘莫及的了。

目前台积电的7nm工艺今年已经量产了,首发的7nm芯片是嘉楠耘智的ASIC矿机芯片,不过真正的大头还是苹果的A12、海思麒麟980以及AMD、NVIDIA的7nm CPU/GPU芯片。


总之,芯片是未来会不会被卡脖子的关键节点,同时芯片制造难度也非常大。要想能造出好的芯片,必须有非常高的技术积累,高规格的芯片生产工艺,还需要需要非常强大的通力合作的人才团队,克服如上问题,才能造出好的芯片。

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