|2nm的“世界芯片大戰”，已經打響了？
文章圖片
文章圖片
文章圖片
許久不見 ， 甚是想念 。 大家好 ， 我是鐵頭哥 。
聊完猴子后 ， 鐵頭一直在關注芯片行業 。 一方面 ， 是三星會長李在镕去了一趟ASML ， 談的能是采購光刻機的事 。 另一方面 ， 臺積電最近舉辦了北美技術論壇 ， 公布了不少新工藝 。
這兩家大廠反應這么大 ， 主要是為了布局未來的2nm制程 。 如果說以前的90nm ， 28nm ， 14nm屬于“性能極大改善”的話 。 3nm、2nm追求的就是“性能和功耗的平衡” 。 而且由于底層技術難度大 ， 這次帶頭下場的廠家 ， 可能也不是一個國家、一個企業 。
鐵頭作為一個外行 ， 也斗膽給大家聊聊全球參與的“2nm技術戰” 。
褲腰帶的藝術
很多媒體報道2nm時 ， 都會很簡單的搬運廠家的宣傳文檔：同功耗下我們性能好；同性能下我們功耗低；我們晶體管塞得多 ， 面積大 ， 堆料豐富……
這也難怪 ， 大家買的是手機電腦 ， 不是芯片里的晶體管 ， 知道“性能好還省電”就行 。 但是鐵頭覺得設備性能的進步 ， 是技術發展的結果 。 所以咱就從外行的角度聊一下 ， 芯片制程上去之后 ， 技術是怎么升級的 。 如有錯誤 ， 還望海涵 。
首先 ， 鐵頭要問一個問題 ， 為啥最近幾年 ， 宣傳自己高性能的芯片總是熱得燙手？
那我們就得看芯片里面晶體管的結構了 ， 芯片里面的晶體管 ， 是場效應晶體管 。 有一個源極（Source）、一個漏極（Drain）和一個柵極（Gate） 。
電流從源極到漏極 ， 形成了計算回路 。 柵極就要控制電流 ， 讓電流按照設計完成計算 。
鐵頭想了半天 ， 最后認為柵極就是個褲腰帶 。 人穿衣服出門 ， 衣服可以跟隨身體自由活動 ， 但是褲腰帶要把褲子限制住 ， 不然就會掉褲子光屁股 。 柵極的作用更復雜 ， 但是原理差不多 。
芯片越做越精密 ， 塞下的晶體管越來越多 。 地方不夠了 ， 柵極就會越變越細 。 衣服上的褲腰帶變細了 ， 就更容易松 ， 就得經常提褲子 。 放到芯片里 ， 柵極太細 ， 電流也會不聽話 ， 有了自己的想法 ， 這就是漏電 。
芯片漏出來的電 ， 沒有別的地方去 ， 就會變成熱量消耗掉 。 亂上加亂的是 ， 溫度越高 ， 漏電電流還會上升 。 漏電和高溫相互“幫忙” ， 左腳踩右腳上天 。 芯片越來越燙 ， 手機就成了暖寶寶 。
上個世紀90年代 ， 整個半導體行業都在為發熱問題發愁 ， 甚至認為做到25nm就是極限了 。
這個時候 ， 有個叫胡正明的華人教授就說：要不然 ， 我們換個褲腰帶試試？
他的想法是 ， 把源極和漏極“凸出來” ， 讓柵極包圍住它們倆 ， 增加柵極的接觸面積 。 這就像是把需要自己打結的褲腰帶 ， 變成了有彈性的松緊帶 。 “主動”貼合身體 ， 把褲子“固定住” ， 這不就舒服了嗎？
這個結構 ， 看起來就是一個大魚鰭 。 所以叫“鰭式場效應晶體管” ， 也就是FinFET 。 有了這個技術 ， 才有了后來的14nm ， 10nm和7nm 。
不過這個技術 ， 距離新聞里的2nm還差得遠 。
三星VS臺積電：光放話不打架
為啥說FinFET沒法做2nm呢？因為這個技術5nm的時候就撐不住了 。
相關經驗推薦
- 相機|鍵盤上這些被廠商摳掉的功能鍵，到底有多沒用？
- iPhone14|電腦的內存條越大越好嗎？16g好還是32g好？
- 硬盤|HarmonyOS的覆蓋太成功 友商紛紛“借鑒”
- 海爾|iPadOS 16最大的變化臺前調度，而安卓手機上也有類似的功能
- 歌爾股份|夏天，比氣溫更高的是小米手機！
- 藍牙耳機|什么牌子的藍牙耳機好性價比高？高品質藍牙耳機排行榜
- 戴爾|馬斯克“星鏈”面臨徹底斷網：SpaceX強烈抗議
- 高通驍龍|大增63%，3家中國廠商，拿下全球91%的NOR Flash芯片份額
- 索尼|降價：今年最值得買的安卓平板之一vivo Pad，剛剛又降價了
- 新華三|你們身邊有那種很低調的富二代嗎？