全球首款量產7納米芯片虛實,7納米芯片多大( 二 )


大家都知道在計算機的數字世界里只有“0”和“1”,所有指令、數據都是由“0”和“1”組合組成,晶體管的打開和關閉正好對應著“0”和“1”兩種狀態 。芯片為什么要做得那么小?大家都說7nm芯片比14nm芯片先進,5nm芯片比7nm芯片先進,這是什么情況,做得那么小不難嗎?尺寸越小,當然越難了 。但不做小不行啊 。
要提高芯片的性能,我們需要給芯片的CPU加入更多的核心,而越先進的核心集成的晶體管數量也會越多 。據說華為麒麟990 5G SoC芯片集成了超過100億個晶體管 。這么多的晶體管,不做小點能放得下嗎?雖然芯片中的晶體管工作需要的電流極小,但那么多數量的晶體管加起來就有點多了哦 。晶體管的尺寸縮小后,它的導通電壓就可以減少,需要的電流也會減少,這樣就可以降低芯片的功耗了 。
目前計算機上用的CPU一般都用14nm生產,尺寸也會相對較大一些 。但手機用的SoC就不一樣了,因為手機尺寸本來就相對較少,電池容量也相對有限,所以對功耗有著苛刻的要求,如果又想提升性能又想降低功耗,只能把芯片盡量往小去做了 。做小還有一個好處是降低成本,尺寸越小,同一塊晶圓就可以生產出越多的芯片了 。目前華為、蘋果、高通的等最先進的手機SoC都用上了7納米的工藝,在2020年下半年估計就會出現5nm的芯片了 。
假如用回14納米的芯片,影響有多大,會比7納米的差多少?

全球首款量產7納米芯片虛實,7納米芯片多大


14納米制程的芯片,也就是三年前的手機水平,可能有很多人現在用的就是14或16納米的手機,可能還是很流暢 。2014年,臺積電、三星、格羅方德量產20納米制程的芯片,而英特爾則開始量產14納米芯片 。到了2015年,形勢有所變化 。臺積電開始量產16納米芯片,三星與格羅方德開始量產14納米芯片,英特爾沒變化 。
同年,中芯國際開始量產28納米制程的芯片 。這種形勢一直持續到2017年,臺積電、三星、格羅方德突破10納米工藝并開始量產,而英特爾依舊是14納米芯片 。英特爾突破10納米工藝則是2019年,同一年中芯國際量產14納米芯片,而臺積電、格羅方德、三星、已量產7納米 。從這個芯片制程突破節點來看,2017年之前的手機芯片都是14納米、16納米、20納米和28納米的水平 。
其中14納米無疑是最高工藝的芯片,同時期的蘋果手機用的還是16納米工藝 。那么,裝有14納米芯片的手機是否還能用?答案是肯定的,可能不少人仍在使用蘋果7和7plus,甚至有人還用6系列,而7系列用的A10處理器正是16納米工藝 。到了蘋果8和X系列,處理器則換成了10納米的A11處理器,實事求是地講,7系列與8系列在使用上的區別并不很大 。
對于要求不高的人來說,幾乎沒有什么影響,只要存儲空間夠大就行,唯一的區別可能是運行大游戲時會慢一些 。如果芯片制程突破沒有這么快,可能現在大部分人都在用14或16納米芯片的手機,周圍生態也會圍繞這14納米來轉 。再看華為手機,華為麒麟960處理器搭載的是16納米芯片,像榮耀V9、Mate9系列、P10系列可能仍然有人在使用 。
2019年,華為發布的榮耀Play 4T手機中,搭載的就是由中芯國際代工的14納米工藝的麒麟710A處理器 。單從使用角度來講,搭載14納米工藝芯片的手機完全可以使用 。與之相配的一些軟件研發生態可能就得降維來使用 。同時,手機APP的更新速度也就會相應下降,但絕對不會影響使用 。14納米芯片手機與7納米的手機有哪些不同?制程越小,說明同樣面積的芯片里集成的晶體管就越多,性能自然就更好 。

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