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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。

最佳貢獻(xiàn)者
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nm越少,工藝越好。

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多少納米指的是集成晶體管工藝的分辨率,如果是7nm的工藝,那么在芯片上,用制造晶體管的工藝畫兩根線,這兩根線之間的距離最低只能做到7nm,再低就畫不出來了,但并不意味著只能畫最小7nm的結(jié)構(gòu),你可以畫得比這個大。我們讀書的時候,最先進(jìn)的工藝才45nm,這個定義標(biāo)準(zhǔn)基本上還是對應(yīng)得上的,后來工藝進(jìn)步后出現(xiàn)了很多其他問題,比如蝕刻和離子注入時,在尺寸比較大的時候,基本上是和設(shè)計圖上一樣的,而到了尺寸越來越小的時候,你就會發(fā)現(xiàn)比如蝕刻得和光刻的會有點兒偏差啊,離子擴(kuò)散的邊緣不那么準(zhǔn)確啊之類的問題,為了應(yīng)付這些問題,又得回頭修改設(shè)計和工藝,然后各種結(jié)構(gòu)就未必和多少納米工藝的名字對應(yīng)得上了。

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所謂的XX nm其實指的是,CPU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,則可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶體管——Intel曾經(jīng)宣稱將柵長從130nm減小到90nm時,晶體管所占面積將減小一半;在芯片晶體管集成度相當(dāng)?shù)那闆r下,使用更先進(jìn)的制造工藝,芯片的面積和功耗就越小,成本也越低。

芯片的制造工藝常常用90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm來表示,F(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。

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芯片越小,做的電子產(chǎn)品越精致。比方講以前一個芯片要做一個火柴盒大小,那裝這個火柴盒的手機(jī)或電腦設(shè)備的尺寸就很大;那如果把芯片做成跟指甲蓋一樣大小呢?那裝這手機(jī)或電腦的設(shè)備就實現(xiàn)了超薄,更加美觀大方。再比如以前火柴盒大小的芯片上只能放10億個晶體管,而現(xiàn)在指甲蓋大小的芯片上卻可以放100億個晶體管,那現(xiàn)在的芯片就比以前的芯片運算精度以及能效比會更好。納米級的芯片就是講芯片工藝體積的大小。數(shù)字越小,體積越精細(xì),科技含量越高

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nm是指芯片晶體元件的最小間隔,間隔越小元件密度越大,相同面積下算力越強;同時通過電流減小,發(fā)熱減小功耗降低。

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nm數(shù)字越低,芯片的功耗也會降低

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nm越小,芯片越小,性能越好。

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越薄越省材料,越薄越省電 發(fā)熱量越小

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納米是長度單位,在這里表示芯片內(nèi)聯(lián)線的最小寬度。

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