看到炒股的人来专业版咋咋呼呼,想到一些就写一些。不足之处各位专家可以补充。
工艺节点进步,带来了什么变化
1 成本降低。
28nm到7nm, 特征尺寸变为1/4,单个晶体管的占地面积变为原来的1/16. 理论上,同样功能的芯片,原来一片晶圆可以生产1000颗,现在可以生产16000颗。 当然,工艺更先进也带来了制造成本的上升。总体上,缩小尺寸,可以降低成本。
2 功能增强
2.1 更先进的工艺节点,芯片的工作频率更高,可以提高芯片性能。不是芯片设计不想搞到10Ghz的工作频率去,而是晶体管不支持。工作频率提高,不仅是晶体管做小带来的贡献,后段金属互联的新材料新技术,也在一直努力降低寄生电容,提高工作频率。
2.2 在同样的面积下,可以塞进更多晶体管,利用硬件实现更多功能。正所谓“发动机好, 板砖也能飞”。 晶体管多,软件算法再烂也能跑。
3 功耗降低
工艺节点进步,晶体管的工作电压也会下降,带来功耗的降低。
如果有人说,这些都不是不可克服的,那么还有一些是成熟工艺做不到、必须用先进工艺才能达到的目的:
4 芯片功能与面积:
4.1 有人说,28nm芯片的面积做大一些,照样能够放进更多晶体管,达到7nm芯片的晶体管数量。但是,以现在的制造技术,单颗芯片的面积收到设备的限制,具体而言,是受到光刻机镜头尺寸的限制。目前的限制,大概是23x30mm。如果设计的芯片尺寸超出了,那就是引入了更多问题(当然并不是不能解决)。
4.2 另一个限制是晶圆尺寸,12吋晶圆就这么大,就是只生产一颗芯片,也只能这么大了。能够放进去的晶体管数量也被限制了。
4.3 如果解决了上面的镜头面积限制,在一片晶圆上制造一颗芯片,那么也要考虑功耗。这么大一颗芯片,可能都没办法供电。
当然,可以堆更多芯片,chiplet能不能解决用低工艺技术实现高节点性能呢?我的观点是不能,因为性能瓶颈不在晶体管数量方面。
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