近日看到一则新闻,中芯国际击败台积电,赢得华为海思14nm芯片代工大单。看到这则新闻时,当然是心情澎湃。但是看到评论说:“别人都是做7nm,我们做14的,比别人多一倍,厉害!”,这我就不淡定了,高兴之余,一些基本的概念还是要知道的,要不然太哗众取宠了。


手机芯片做到1nm之后怎么发展(手机芯片制程工艺14nm比7nm牛逼)(1)

14nm真的比7nm厉害吗?14nm又是什么意思?我们先从芯片厂商说起。

芯片厂商大致分为三类:IDM、Fabless、Foundry。

IDM(集成器件制造商)指拥有自己的晶圆厂,集芯片设计、制造、封装、测试、投向消费者市场五个环节的厂商,一般还拥有下游整机生产,比如 Intel、IBM、三星等。

Fabless(无厂半导体公司)指有能力设计芯片架构,但本身无厂,需要找代工厂代为生产的厂商,比较知名的是 高通、苹果和华为麒麟。

Foundry(代工厂)指拥有生产工艺技术,代工生产别家设计的芯片的厂商。比如台积电、三星等,三星相比台积电,它即研发生产猎户座芯片,同时还代工生产苹果、高通的订单。而台积电无自家芯片,主要接单替苹果和华为代工生产。

那么介绍完这些之后,到底14nm代表什么意思?nm就是单位纳米,14nm其实描述的是制程工艺。一款芯片制程工艺的具体数值是手机性能关键的指标。制程工艺的每一次提升,带来的都是性能的增强和功耗的降低,而每一款旗舰手机的发布,常常与芯片性能的突破离不开关系。14nm放在今天来说是比较落后的技术了,早在3年前三星就研发出了10nm制程工艺,10nm工艺相比于14nm,芯片速度快27%,效率提升40%,高通骁龙835芯片就是基于三星10nm制造工艺打造的,由4核升级成8核,体积也更小了。

那么这个10nm是怎么算出来的呢?这得从芯片的组成单位晶体管说起。

手机芯片做到1nm之后怎么发展(手机芯片制程工艺14nm比7nm牛逼)(2)

图片来源网络,侵权即删

如上图,晶体管结构中,电流从Source(源极)流入Drain(漏级),Gate(栅极)相当于闸门,主要负责控制两端源极和漏级的通断。电流会损耗,而栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗,表现出来就是手机常见的发热和功耗,宽度越窄,功耗越低。而栅极的最小宽度(栅长),就是XXnm工艺中的数值。对于芯片制造商而言,主要就要不断升级技术,力求栅极宽度越窄越好。但当晶体管的尺寸缩小到一定程度(业内认为小于 10nm)时会产生量子效应,这时晶体管的特性将很难控制,芯片的生产难度就会成倍增长。

手机芯片做到1nm之后怎么发展(手机芯片制程工艺14nm比7nm牛逼)(3)

所以14nm并不是比7nm牛逼!依据摩尔定律的预测,芯片还会变的更小,当然也要结合市场进行研发。其实我们在芯片领域的差距还是有点大的,希望我们国产芯片厂商撸起袖子加油干,早日拥有属于我们自己的“中国强芯”。

,