芯片的研發過程,有幾項非常重要的指標:第一是設計工藝,包含芯片的性能、散熱、穩定性等,第二就是光刻階段包括晶圓純度、離子注入等,第三是良品率,實驗階段的成果永遠只能停留在實驗室,就像量子計算一樣,再厲害沒有大範圍正式使用之前,並不能產生最高價值。

下面我們來說一說,芯片和芯片的精密度,以及華爲麒麟1020芯片的研發過程

芯片的精密度,到底會產生什麼價值?爲什麼芯片精細程度都在追求越低越好呢?這就不得不說一說晶體管了,以我們目前主流的7nm手機芯片來說,首先硅原子之間的間距大概是0.5nm,硅原子本身的直徑大約在0.1nm,以7nm舉例,芯片上的一條硅晶管的寬度是差不多12個原子的。同時這條硅晶管是要承載電磁波的,電磁波有個特性就是波長越短承載能量越多,但是響應的波長越短對晶體管的損壞就越大,所以說製造芯片,其實就是在跟原子打交道。

既然已經到了原子級別,已經從21世紀初的90nm發展到後來的14nm 、7nm,爲什麼還要發展5nm的芯片呢? 這就有兩方面的原因

第一個,規格制式越小,芯片計算能力越強

說到芯片,就不得不說芯片的主要功能,在有限的芯片集成電路板上,承載更多的數據以及計算能力,就需要不斷的縮小芯片工藝,這樣纔能有更多的晶體管被植入到集成電路上,例如100nm 和10nm的芯片規格制式,在晶體管植入上可能相差兩超過百倍甚至千倍,這樣性能也相差甚遠。

第二,規格制式越小,反而更有利散熱

當然前提是在規格制式相差不大的情況下,這裏不能拿500nm的芯片去跟10nm的芯片比散熱。在相同功率下,不同規格制式的芯片中,精密程度越小的芯片,產生的熱量越小,電流損失也就更小。要知道目前芯片上大多數的能量是以熱量的形式散發出去,而並不是計算。

第三,這還牽扯到了一個“沉沒成本”的規則,其實說白了也就是“摩爾定律”的更新迭代

我們都知道,芯片研發是一項非常耗資的研發,技術、資源、資金、數十年的決心、少一樣都不行。就是因爲這樣的因素,導致芯片行業發展飛快,可能等到你研發出來7nm芯片的時候,7nm已經成爲了過去,所以說哪怕在當前手機芯片在7nm規格下,已經有了足夠的性能的時候,華爲、蘋果公司、高通等芯片公司,依舊會大力投入研發,以免被“技術沉沒”。

根據華爲總裁何庭波透露消息顯示,華爲的下一代麒麟芯片1020,將比上一代麒麟990規格相比多2nm的精密度,預計投入在40億,已經在實驗環境下成功驗證,但是目前並沒有透露良品率,預計會在2020年下半年的華爲mate40上正是商用,根據華爲2020年手機發布歷程來看,預計麒麟1020的發佈會預先在歐洲發佈,屆時會比iPhone的A14芯片更早發佈,性能參數預計將比麒麟990有大幅度提升

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