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臺(tái)積電的3nm芯片是假的?實(shí)際是22nm,而5nm是25nm?

2023-09-20 來源:科技專家
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關(guān)鍵詞: 芯片 臺(tái)積電 光刻機(jī)

眾所周知,隨著iPhone15的到來,全球第一顆3nm的手機(jī)芯片A17 Pro也與大家見面了。


雖然這顆芯片發(fā)布后,被大家吐槽,稱CPU、GPU提升太少,只有NPU提升很大。但不可否認(rèn)的是,與安卓芯片相比,蘋果的A17芯片已經(jīng)是足夠領(lǐng)先了,至少領(lǐng)先安卓芯片2代。



不出意外的話,接下來高通、聯(lián)發(fā)科會(huì)迅速推出3nm的手機(jī)芯片,然后三星也有可能跟進(jìn),推出3nm的手機(jī)芯片來。


那么也有很多人就要問了,如何判定一顆芯片是3nm的?芯片中,哪一個(gè)重要參數(shù),代表著3nm?還是說3nm芯片,是隨便晶圓廠們說的,它說是3nm就是3nm,說是5nm就是5nm?


事實(shí)上,你還真是說對(duì)了,現(xiàn)在的3nm芯片中,沒有一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是3nm,現(xiàn)在的3nm、5nm什么的,還真是營(yíng)銷游戲,晶圓廠們說了算。



事實(shí)上,在130nm之前的時(shí)候,芯片多少納米,是指金屬半節(jié)距(metal half-pitch)是多少納米,或柵極長(zhǎng)度(gate length)多少納米。


并且是每一代工藝進(jìn)步后,柵極長(zhǎng)度和金屬半節(jié)距通常都會(huì)縮小30%,使得晶體管密度增加一倍,面積減半。


但后來,晶圓廠們一味縮小柵級(jí)長(zhǎng)度,導(dǎo)致在130nm時(shí),實(shí)際只有70nm的柵極長(zhǎng)度,這個(gè)工藝與柵極長(zhǎng)度脫節(jié)了。



再后來,柵極長(zhǎng)度又落后于工藝,因?yàn)楣に嚥粩嗲斑M(jìn)后,柵極長(zhǎng)度無法不斷的每一代縮小30%。


后來科學(xué)家們,又引入了一個(gè)新的命名法,叫做接觸柵間距,指一個(gè)晶體管柵極到另一個(gè)晶體管柵極之間的最小距離,其一半距離就代表芯片工藝。


不過這個(gè)命名法,損害了晶圓廠的利益,因?yàn)檫@個(gè)接觸柵間距縮小太難了,所以后來晶圓廠們,就不再管柵極長(zhǎng)度、金屬半節(jié)距、接觸柵間距等。


直接按照自己的前進(jìn)腳步,自己給自己的工藝取名聲,所以我們看到在進(jìn)入10nm后,幾家廠商的工藝,明顯不一樣了,大家晶體管密度完全不一樣。



臺(tái)積電、三星的7nm,等于英特爾的10nm。而臺(tái)積電的5nm等于三星的3nm、intel的7nm。


由此可見,多少納米工藝,在各個(gè)晶圓廠的定義是不一樣的,要是大家定義都一樣,那么晶體管密度理論上也應(yīng)該是一樣的。


不過我們,還是可以按照接觸柵間距的一半距離,來給臺(tái)積電的芯片套用一下,看看實(shí)際是是多少納米工藝。



而按照媒體的披露,臺(tái)積電的7nm工藝時(shí),其接觸柵極間距(Contacted Poly Pitch,CPP)為54nm,意味著工藝實(shí)際應(yīng)該是27nm左右。


而5nm時(shí),其CPP為51nm,實(shí)際應(yīng)該是25nm左右,而3nm時(shí),CPP值為45nm,實(shí)際應(yīng)該是22nm。


以上說法,僅供參考,畢竟現(xiàn)在也沒有人用這個(gè)接觸柵間距的一半距離,來給芯片工藝命名,所以就見仁見智吧。


但大家還是要明白一個(gè)道理,那就是現(xiàn)在的多少納米,還真是晶圓廠們自己命名的,想怎么叫,也是晶圓廠們自己的權(quán)力。