|2nm的“世界芯片大战”，已经打响了？
文章图片
文章图片
文章图片
许久不见 ， 甚是想念 。 大家好 ， 我是铁头哥 。
聊完猴子后 ， 铁头一直在关注芯片行业 。 一方面 ， 是三星会长李在镕去了一趟ASML ， 谈的能是采购光刻机的事 。 另一方面 ， 台积电最近举办了北美技术论坛 ， 公布了不少新工艺 。
这两家大厂反应这么大 ， 主要是为了布局未来的2nm制程 。 如果说以前的90nm ， 28nm ， 14nm属于“性能极大改善”的话 。 3nm、2nm追求的就是“性能和功耗的平衡” 。 而且由于底层技术难度大 ， 这次带头下场的厂家 ， 可能也不是一个国家、一个企业 。
铁头作为一个外行 ， 也斗胆给大家聊聊全球参与的“2nm技术战” 。
裤腰带的艺术
很多媒体报道2nm时 ， 都会很简单的搬运厂家的宣传文档：同功耗下我们性能好；同性能下我们功耗低；我们晶体管塞得多 ， 面积大 ， 堆料丰富……
这也难怪 ， 大家买的是手机电脑 ， 不是芯片里的晶体管 ， 知道“性能好还省电”就行 。 但是铁头觉得设备性能的进步 ， 是技术发展的结果 。 所以咱就从外行的角度聊一下 ， 芯片制程上去之后 ， 技术是怎么升级的 。 如有错误 ， 还望海涵 。
首先 ， 铁头要问一个问题 ， 为啥最近几年 ， 宣传自己高性能的芯片总是热得烫手？
那我们就得看芯片里面晶体管的结构了 ， 芯片里面的晶体管 ， 是场效应晶体管 。 有一个源极（Source）、一个漏极（Drain）和一个栅极（Gate） 。
电流从源极到漏极 ， 形成了计算回路 。 栅极就要控制电流 ， 让电流按照设计完成计算 。
铁头想了半天 ， 最后认为栅极就是个裤腰带 。 人穿衣服出门 ， 衣服可以跟随身体自由活动 ， 但是裤腰带要把裤子限制住 ， 不然就会掉裤子光屁股 。 栅极的作用更复杂 ， 但是原理差不多 。
芯片越做越精密 ， 塞下的晶体管越来越多 。 地方不够了 ， 栅极就会越变越细 。 衣服上的裤腰带变细了 ， 就更容易松 ， 就得经常提裤子 。 放到芯片里 ， 栅极太细 ， 电流也会不听话 ， 有了自己的想法 ， 这就是漏电 。
芯片漏出来的电 ， 没有别的地方去 ， 就会变成热量消耗掉 。 乱上加乱的是 ， 温度越高 ， 漏电电流还会上升 。 漏电和高温相互“帮忙” ， 左脚踩右脚上天 。 芯片越来越烫 ， 手机就成了暖宝宝 。
上个世纪90年代 ， 整个半导体行业都在为发热问题发愁 ， 甚至认为做到25nm就是极限了 。
这个时候 ， 有个叫胡正明的华人教授就说：要不然 ， 我们换个裤腰带试试？
他的想法是 ， 把源极和漏极“凸出来” ， 让栅极包围住它们俩 ， 增加栅极的接触面积 。 这就像是把需要自己打结的裤腰带 ， 变成了有弹性的松紧带 。 “主动”贴合身体 ， 把裤子“固定住” ， 这不就舒服了吗？
这个结构 ， 看起来就是一个大鱼鳍 。 所以叫“鳍式场效应晶体管” ， 也就是FinFET 。 有了这个技术 ， 才有了后来的14nm ， 10nm和7nm 。
不过这个技术 ， 距离新闻里的2nm还差得远 。
三星VS台积电：光放话不打架
为啥说FinFET没法做2nm呢？因为这个技术5nm的时候就撑不住了 。
相关经验推荐
- 相机|键盘上这些被厂商抠掉的功能键，到底有多没用？
- iPhone14|电脑的内存条越大越好吗？16g好还是32g好？
- 硬盘|HarmonyOS的覆盖太成功 友商纷纷“借鉴”
- 海尔|iPadOS 16最大的变化台前调度，而安卓手机上也有类似的功能
- 歌尔股份|夏天，比气温更高的是小米手机！
- 蓝牙耳机|什么牌子的蓝牙耳机好性价比高？高品质蓝牙耳机排行榜
- 戴尔|马斯克“星链”面临彻底断网：SpaceX强烈抗议
- 高通骁龙|大增63%，3家中国厂商，拿下全球91%的NOR Flash芯片份额
- 索尼|降价：今年最值得买的安卓平板之一vivo Pad，刚刚又降价了
- 新华三|你们身边有那种很低调的富二代吗？