手機晶片極限尺寸是多少?

天之雲2018best


目前手機芯片的尺寸主要是90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm,其中

更先進的7nm芯片預計在2018下半年進入市場。

所謂的XX nm其實指的是柵長,柵長是:

CPU的上形成的互補氧化物金屬半導體場效應晶體管柵極的寬度。

而柵長越短,在相同大小的硅片上可以集成的晶體管也就越多,所以當柵長從130nm減小到90nm時,晶體管所佔得面積也就減小了一半,這樣相同的集成程度所佔面積就更小,功耗和成本也就越低。

在這樣的背景之下,追求更小的芯片尺寸就成了所有研發企業的追求之事。理論上,柵長可以無限的減小下去。但是實際上,柵長是有物理極限的,這個極限是7nm。

為什麼說7nm是物理的極限呢?這就需要引入另一個概念,叫做漏電效應,也叫隧穿效應,這是指

當柵長減小時電子移動的距離縮短,容易導致晶體管內部電子自發通過晶體管通道的硅底板進行的從負極流向正極的運動,也就是漏電。

其實漏電效應在20nm附近就已經很明顯了,但是Intel、IBM等公司八仙過海,各顯其能,紛紛解決了這些問題。例如Intel在製作工藝中融合了高介電薄膜和金屬門集成電路以解決漏電問題;IBM開發出SOI技術解決漏電問題。但是這些工藝的極限就是7nm,當柵長小於7nm時,目前還沒有可行的防止漏電現象發生的辦法。

當柵長小於7nm時,向其中加入薄膜分隔已經變得不可能了,所以解決這個問題只能從芯片的材料上入手,這將是一個無比漫長的過程。目前美國的實驗室中已經在著手研製1nm的芯片,如果某一天這變成可能,電子行業將發生翻天覆地的變化。


鎂客網


7nm指的不是芯片尺寸

手機芯片行業經常看到28nm,14nm,10nm,7nm等等,其中xxnm指的是CPU上面形成的互補氧化物金屬半導體場效應晶體管柵極的寬度,因稱為柵長,而不是很多人以為的芯片尺寸。

摩爾定律

摩爾定律指的是價格不變時,集成電路所能容納的晶體管數量,大約18個月會翻一倍,確實自硅芯片問世以來,一直遵循這摩爾定律的發展,當前10nm工藝已經完善,7nm也有了技術支持,不過已經到達物理極限。

硅芯片的物理極限

技術人員不斷縮短柵的長度,為了使CPU能夠集成更多的晶體管同時降低成本和功耗,不過這種做法同時帶來的是電子的移動距離縮短,電子十分容易通過晶體管內部的硅底板從負極流向正極,也就是我們常說的漏電,由於晶體管數量的增加,使得絕緣層更加薄,使得漏電更加嚴重,反而使得功耗上升。


在以前柵長大於7nm的時候,各公司還能通過自身的技術手段來解決或者削弱漏電現象,當來到7nm這個程度過後,這些手段都沒有作用了,晶體管十分容易就被電子擊穿,所以說7nm是硅芯片的物理極限。

7nm不是極限 不過要突破也不容易

7nm級別的芯片確實目前硅芯片所能達到的極限,但是也不是不能突破,美國一家實驗室通過新型材料,生產出了1nm級別的晶體管,不過這也不代表著打破了摩爾定律,因為這僅僅是實驗階段,商業化量產還遙遙無期。

我國也應該趁著國外芯片發展放緩的時機,奮起直追。

如鯨向海鳥投林


手機芯片極限尺寸不知道,但7納米制程工藝之後還有5納米制程工藝!

手機芯片的工藝製成大約遵循這樣一個規律: 每隔18個月,單位面積上的晶體管數量增加一倍嘛!多年來我們所熟知的芯片製造工藝是由65nm到32nm,再到28nm,還有近兩年的14nm、16nm和10nm,接下來就是7nm ,據消息稱5nm 已經在路上了!




按照這個規律,大家可以試著計算一下,手機芯片單位面積內晶體管數量翻倍並不意味著製程就要縮小一半,如果縮小一半的話單位面積晶體管數量不就翻4倍嗎?所以說要保證兩倍的成長,那麼整代升級應該乘以0.7。所以從20nm*0.7就等於14nm,從14nm*0.7就約等於10nm,以此類推以從10nm當然是到7nm,7nm再到5nm,按這個規律5nm之後應該就是3.5nm!



目前據我所知擁有7nm先進製成工藝的只有臺積電和三星,至於誰的性能和功耗更高就不得而知了!




總而言之言而總之: 如今的芯片行業在已經進入7nm時代,後續還有5nm等著大家!不過5nm的製成工藝我們也在積極的加入進來!未來還會三星、臺積電和英特爾的天下嗎,我們拭目以待吧!


一週數碼新知


納米工藝和晶體管個數決定芯片大小。功能一致的情況下,芯片的極成工藝才是芯片大小的決定性因素,才是最值得衡量的最重要指標,就目前能夠大量生產的最小工藝7納米的工藝指標!

在以往每一次迭代工藝尺寸都接近根號2的比例縮小,由32,28,16,14,10,7納米跨越式的逐漸縮小,每一次進步,都能成倍的增加單位面積的晶體管數量,讓耗電更低,體積更小…

進步,進步,進步無止境,目前還沒有人準確預見到未來的最小工藝尺寸是多少。是5納米,是3.5,是2還是到不足1納米還是…才止……

未來,未來的科技,如果還是晶體硅,可能不在是紫外光刀具,可能是頻率更高,波長更短的超強X射線,r射線在幾個硅原子上分割刻畫也未可知,那樣的工藝真的可以不足1納米…

科技進步,展望未來,一切更精彩!


力通科技論壇


肯定會不斷突破,直到接近物理極限。我們首先看看芯片的物理極限,一個原子的尺度大約是0.1nm,傳統的芯片是利用原子的核外電子進行相應的操作。人造的任何器件最少要用一個原子,因而,理論上我們能突破到0.1個納米。


分享到:


相關文章: