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别再管多少納米晶片了,在28nm之後,工藝其實就靠吹牛

作者:蒙古蘇

在當下的半導體工業,廠商之間的競争如火如荼。赫赫有名的台積電和三星已經迅速地走在了最前沿,宣布實作了3nm工藝技術。然而,就在他們熱火朝天地攀爬技術之峰的時候,我們看到了英特爾,一直堅守在7nm的技術線上。與此同時,其他的晶圓制造商則在多樣的技術平台上展開競技:14nm、28nm、甚至還有60nm。這樣的技術差距,是否意味着産品品質的差異?還是說,其中隐藏着其他的秘密?

從數字邏輯來看,3nm的技術工藝應當是超越5nm,5nm又應當超越7nm。越小的納米數,通常代表了更高密度的半導體,更高的處理能力,更低的功耗。從這個角度看,數字越小的工藝,就代表了更進階,更先進的技術。簡單來說,就如同汽車的馬力越大,動力就越強勁,速度越快。

而今,每當新的晶片問世,似乎大家的第一個念頭就是去挖掘其背後的工藝技術。那個數字,仿佛成了衡量晶片優劣的金标準。以近期備受關注的麒麟9000S為例,它一經釋出,網上便熱議紛紛。人們好奇它是14nm還是7nm,亦或是5nm?這種追求,仿佛是一個探尋真相的過程,試圖從數字背後解讀産品的高低。

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但其實,這其中有一些細節是被忽略了的。從28nm的技術工藝開始,單純的納米數字已經不能直接代表晶片的實體尺寸。許多消費者未必知道,當我們說某個晶片是14nm或者7nm,我們實際上是在談論的等效工藝。

所謂的“等效”是什麼意思呢?它意味着14nm的晶片,實際上并不是真正的14nm尺寸。這個“14nm”隻是一個辨別,代表這款晶片的性能、功耗與真正的14nm尺寸晶片相當。與此類似,7nm、5nm、3nm這些看似越來越小的數字,其背後也都是等效的技術工藝。這或許能解釋為何不同工藝的晶片在性能上并沒有那麼大的差距,因為數字背後的實際意義,早已超越了表面。

在資訊科技迅速發展的時代,每一顆晶片都是時代的見證者。早期,當我們提及“多少納米”的晶片,例如90nm或45nm,這并不是一個随意的數字。它直接反映了半導體中栅極的實際長度。在專業領域中,我們稱之為Gate Length。就好比人類DNA中的基因序列,每一點縮減都是對性能的極緻追求,是科技進步的足迹。

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是以,晶圓廠們如同藝術家揮灑墨彩,在技術的畫布上,不斷地嘗試縮小這栅極長度。但是,正如每一位藝術家都會面臨的挑戰,晶圓廠也發現這并不是一個無限縮小的過程。随着栅極長度的減少,晶片開始呈現出短溝道效應,這意味着漏電、不穩定、功耗的增加以及發熱等種種問題。這些問題仿佛是對技術進步的考驗,限制了晶片進一步的小型化。

特别是,當晶圓廠勇敢地跨入28nm的門檻時,他們發現,再想按照傳統的方法,每一代縮小30%的栅極長度,變得越來越困難。就像跑者在馬拉松的最後一段,每一步都需要更多的努力。原先的摩爾定律,似乎不再像之前那麼容易遵循。但是,晶圓廠并沒有放棄,他們決心尋找新的方法來繼續前進。

面對這樣的困境,晶圓廠們轉變了戰略。他們開始不再單純地追求小型化,而是将目光轉向了性能(Performance)、功耗(Power)以及面積尺寸(Area)這三大方向。這三大方向也成為了他們未來的發展目标。就像一個戰士,在不同的戰場上,需要用不同的政策。在這個科技的戰場上,晶圓廠決定用性能、功耗和面積來和挑戰對抗。

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最終,晶圓廠取得了一些顯著的成果。盡管栅極長度并沒有真正縮小30%,但是隻要他們能實作半導體縮小了30%、或者功耗降低了30%、或者性能提升了30%,大家都會欣然接受這是新一代的工藝。正如每一個曆史時期的颠覆性創新,都不是簡單的線性進展。晶圓廠的這一改變,也許正是科技發展中的一個新的裡程碑。

在科技領域的進步之中,人們往往追求某種可見、可感的标準來判定一個技術是否進步。如同跑步比賽中我們追求速度和時間,半導體産業中,栅極長度成為了這樣一個标杆。但實際上,科技的進步并不總是線性的,也不總是明顯的。像栅極長度這種名額,在很多時候,都似乎停留在原地,不見任何的明顯進步。但這并不代表半導體廠家們停止了努力。相反,他們在背後默默地改進了其他工藝,這樣不僅讓晶片的性能得到了提升,還成功地降低了功耗。這種進步或許不如數字那樣直覺,但它們所帶來的效果,卻是實實在在的。

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Intel作為全球知名的半導體公司,其在技術研發上的投入與決心毋庸置疑。但相對于其它如三星、台積電等公司,Intel在宣傳政策上顯得略顯“笨拙”。這些公司善于“誇張”自己的成果,聲稱自己的半導體尺寸已經大幅縮小,而性能得到了大幅度的提升。但事實上,盡管Intel的技術也有所進步,卻因為在14nm工藝上打磨了長達四代的時間,讓外界誤以為它的工藝遲遲不前。與此同時,台積電和三星已經聲稱進入到5nm工藝,使Intel在數字戰中顯得處于下風。

但如果從一個更微觀、更實質性的角度來看,這場工藝的數字戰并不如表面那麼簡單。用半導體密度作為評判标準,Intel的7nm工藝實際上與台積電的5nm工藝,甚至三星的3nm工藝相當。這意味着,盡管Intel自稱使用的是7nm工藝,但其實它的技術實力并不比其它公司差。相反,由于選擇了一個更為保守的數字,Intel在公衆的眼中似乎“落後”了,但這其實是一種誤解,因為數字并不總是能完整地反映出技術的真實面貌。

是以,當我們面對如今的晶片工藝時,真的不必過于糾結于這些數字背後的含義。是否是7nm、5nm或是3nm,這些隻不過是某些公司選擇用來描述自己技術的詞彙而已,更多的時候,它們隻是一種市場營銷的政策。畢竟,大家都喜歡聽到更小的數字,因為它們往往意味着更強大的技術。但這隻是一種假象,真正的技術含量,還需要我們深入了解和研究。

當然,這并不意味着數字毫無意義,但更關鍵的是我們要看到數字背後的實質。晶片的性能、半導體密度、功耗等,這些才是決定一個晶片優劣的真正關鍵标準。這些實質性的名額,遠比一個簡單的納米數值更加重要。是以,當我們評價一個晶片的時候,不應該隻看其工藝數字,而應該更加注重它的實際表現和性能。這才是衡量技術進步的真正标準。