【每日一知】带你走近5nm芯片 (2021.02.05 )
一、简介
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5nm、7nm指的是什么？
平时所说5nm或7nm说的是晶体管的宽度（也叫线宽），纳米级的电路的工艺难度是很难的。
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难在哪里？
制造晶体管涉及到光刻、刻蚀等复杂的加工工艺。
台积电就是从阿斯麦尔（ASML）采购了可以加工5nmEUV光刻工艺的光刻机，
而中芯国际因为美国的封锁，从阿斯麦尔（ASML）进口光刻机受阻，所以接下来的5nm工艺推进暂时会遇到很多的困难。
二、优势
- 最近几年芯片工艺从14nm到10nm再到最近的7nm和5nm，每一次制程的升级，都伴随着cpu的巨大升级。
- 据计算，晶体管宽度每前进1nm性能将提升30%-60%，从而在体积不变的前提下，集成越高的芯片能够塞入更多的功能电路，提升性能，降低能耗。
三、现状
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为什么芯片5nm是极限？
目前的芯片工作的模式还是经典逻辑电路。
当制程小于5nm, 量子效应占主导地位。譬如量子遂穿，测不准，纠缠，经典逻辑就工作不了了。 -
5nm 芯片「翻车」？
从2020年下半年开始，各家手机芯片厂商就开始了激烈的5nm芯片角逐，
苹果、华为、高通、三星相继推出旗舰级5nm移动处理器，
并宣称无论是在性能上还是在功耗上都有着优秀的表现。
不过从这几款5nm芯片的实际表现来看，一些用户并不买账，
认为5nm手机芯片表现并没有达到预期，5nm芯片似乎遭遇了一场集体“翻车”。
原因
- 发热源自于晶体管漏电，产生的功耗。
目前的晶体管设计使用的是鳍式场效应晶体管（ FinFET），这个工艺从28nm开始使用至今，5nm已经到达它的物理极限，引发量子隧穿效应，于是开始漏电严重
解决
- 环绕栅极晶体管是解决此问题的方向，但由于其成本与技术迭代的原因还没有大规模应用。