一、芯片制造工藝
芯片的加工技術(shù)從傳統(tǒng)的平面晶體管發(fā)展到立體晶體管,納米技術(shù)使得芯片中的標(biāo)準(zhǔn)單元更小,增強運算效率、降低耗電量以滿足輕薄的移動需求。
目前芯片芯片的制造工藝常常用90nm、65nm、40nm、 28nm、22nm、14nm來表示,目前已達(dá)到7nm。
這兩個數(shù)字的究竟意義為何,指的又是哪個部位?而在縮小制程后又將來帶來什么好處與難題?
以下將做簡單的說明。納米制程是什么,以提7nm為例,其制程是指在芯片中,線寬最小可以做到7nm的尺寸,7nm是什么概念,在數(shù)學(xué)上,1nm=0.000000001m。用尺量可以得知指甲的厚度約為0.0001m(0.1mm),也就是說試著把一片指甲的側(cè)面切成10萬條線,每條線就約等同于1nm,由此可略為想像得到1nm是何等的微小了。但是,制程并不能無限制的縮小,當(dāng)我們將標(biāo) 準(zhǔn)單元縮小到20nm左右時,就會遇到量子物理中的問題,讓標(biāo)準(zhǔn)單元有漏電的現(xiàn)象,
二、為什么要不斷縮短尺寸
現(xiàn)在的CPU內(nèi)集成了以億為單位的晶體管,這種晶體管由源極、漏極和位于他們之間的柵極所組成,電流從源極流入漏極,柵極則起到控制電流通斷的作用。 而所謂的XXnm其實指的是,CPU芯片上形成的互補氧化物金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管柵極的寬度,也被稱為柵長。柵長越短,則可以在相同尺則可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶體管。
縮短晶體管柵極的長度可以使CPU集成更多的晶體管或者有效減少晶體管的面積和功耗,并削減 CPU的硅片成本。
三、晶圓加工
對于晶圓的加工,全世界能做的廠家以及公司屈指可數(shù),其中為我們很多人所知的莫過于臺灣的臺積電,作為全球純晶圓代工行業(yè)的領(lǐng)頭羊,目前也在不遺余力往3nm制程發(fā)展,甚至1nm,但是1nm是否已經(jīng)是到底物理極限,漏電問題是否能夠很好的解決,這很多的考驗問題。
全球主要純晶圓代工廠商有臺積電(TSMC)、格羅方德(Global Foundries)、聯(lián)電(UMC)和中芯國際(SMIC)等。