芯片14纳米与7纳米相比,是不是芯片大一点,性能差不太多呢?

芯片14nm与7nm是指芯片中晶体管长宽数值的大小,是晶体管标准计量慨念和工艺节点参数。

但並非是数值大而性能强,而是应更小的晶体管实现大晶体管同样的性能、实现芯片有限空间装置更多晶体管使芯片性能更强大,运行速度更快。而14nm与7nm相比,要差了一代。

目前我国华为的麒麟990芯片能装载103亿个晶体管、苹果A14芯片则达到了125亿个晶体管,都处于世界先进水平。

为什么会产生这样情况?要从芯片制备的过程说起。

目前对芯片制程的主流认识:工艺节点是反映集成电路技术工艺水平最直接的参数,晶体管nm数值与晶体管长宽成正比例关係。每一个节点基本上是前一个节点的0.7倍,也可理解为14nm与7nm工艺技术水平有10个级差(一代)。

所以每一代节点上的晶体管面积要逐级减小50/%,在芯片单位面积里装置的晶体管数量翻番。这也是摩尔定律基础所在,约18一24个月提升一代。

但也不是绝对的,有的厂商如英特尔是用致密的同期图形半间距长来作为工艺节点数值,其20nm工艺实际性能相当于三星14nm和台积电16nm工艺,芯片密度能达到三星和台积电的两倍。

在芯片65nm以前,芯片的工艺节点数值和光刻机的分辨率相一致。镜头NA的指标没有太多变化,所以工艺节点的水平主要由光源的波长而决定。

目前ArF193nm深紫外光源可实现的最高工艺节点就是65nm,但由于采用了浸入式技术可将等效的光源缩小到134nm,加上多次蚀刻、重复曝光和相移掩模等技术,使光源不变情况下达到28nm。所以28nm成了一个长期节点和再往下的分水岭。

虽然现在英特尔、台积电一直到7nm工艺节点依旧使用浸入式ArF的光刻设备,用DUV光刻机也可以制造如高通骁龙855芯片、华为麒麟980芯片,但在性价比上和新一代工艺有着巨大的差别。

所以下一代工艺必须要采用EUV的光源和设备。三星在7nm节点上已采用EUV光刻设备、中芯国际在2018年也定购了一台尚未到货的7nm光刻机。但目前,全球只有ASML一家能够提供波长为13.5nm的EUV光刻设备,要继续提升至5nm和3nm的工艺必然是EUV的天下。

因此,芯片14nm和7nm,是7nm晶体管的性价比更高、制程芯片后速度更快、性能更强,有一代的差距。

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