
目前,最先进的芯片工艺是3nm,台积电、三星都已经量产了。
而今年肯定会量产2nm,intel已经量产了18A,也就是2nm,台积电、三星的2nm芯片也将会在下半年正式发布。
那么问题就来了,一颗芯片,用什么来判断它到底是不是3nm?

其实在28nm之前,一颗芯片是什么工艺,是可以用尺量出来的。
有一个指标,称之为“栅极长度”,指的是一个晶体管里面,电流从源头(源极)跑到终点(漏极)时的一小段距离,这个距离就是芯片的工艺。
如果是60nm工艺,代表这一段距离就是60nm,当其是45nm时,代表的就是45nm的芯片。
转折点在28nm,大家发现这个栅极长度并不能无限缩小,因为一旦太小了,到达28nm左右,再缩小时,电流就控制不住了,也就是著名的"短沟道效应"。

那该怎么办呢?于是大家就不再一味的缩小这个“栅极长度”了。
开始在晶体管的形状上做文章了,这时候FinFET技术出场了,使用的是鱼鳍状结构,栅极材料覆盖在鱼鳍的顶部和两侧——从一面变成了三面包夹,这样晶体管微缩了,但这个栅极长度,不用再缩小那么多了,既能提高电流的运行速度,也不会有"短沟道效应"。
于是这时候的14nm、16nm、10nm、7nm等等都来了,这时候的芯片工艺,已经不与栅极长度对应了,就看各家叫法如何了。

后来到了3nm时,三星又搞出了GAA晶体管技术,采用的是更加立体的晶体管结构,将栅极材料从上下左右四面包裹每一根纳米片,让电流流动更快,让晶体管的间距更小,从而实现性能的提升。
这时候栅极长度到底是多少呢,ASML曾经发布过一张数据,显示N3(3nm 工艺),的实际金属半节距23nm,2nm时是21nm,1nm 对应约 18nm,哪怕是1nm以下,这个间距实际上也会在16nm左右,不会一味的降低,因为太低了,就一定会有"短沟道效应",导致发热、功耗增加,性能不稳定。
很明显,这个长度是不能无限缩小的,只能通过立体结构等,来缩短晶体管之间的距离,提高电流的速度,从而提高晶体管密度,提高频率,提高芯片性能。

所以,现在的芯片工艺,大家也并不再看这个栅极长度了,所谓的3nm芯片中,没有一个参数是3nm的,哪一个指标都与3nm没有直接关系。
大多以等效工艺来看,比如3nm,只是指其性能等效于3nm,并不是真的就是3nm工艺,其它的工艺也是如此。
你说这种叫法科学么,有一定的科学性,但也没有更好的办法,且目前芯片工艺,也就是三星、台积电等几家说了算,他们怎么叫,行业也就只能如此了。
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