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芯片里的单位纳米是什么意思?是否是越小越先进呢?:1nm等于多少mm

一说到芯片,我们就会说到纳米(nm),比如华为海思的990 5G SoC芯片就是用7nm工艺制程生产的芯片。纳米(nm)是长度尺寸的单位,先不说先进不先进的事,尺寸越小,它的生产难度就会越大,这个大家没有异议吧?

芯片由大规模数量的晶体管组成芯片也可以称为集成电路,我们把晶体管、电阻、电容等集成到晶片上就成为集成电路了。大规模数量的晶体管集成在一起设计的电路,可以大大的提升性能,并且降低成本,尺寸更是可以大大的缩小。

芯片里的单位纳米是什么意思?是否是越小越先进呢?:1nm等于多少mm 第1张

为什么我们平常见到的芯片(集成电路)好像很简单,只是引脚比较多?是因为芯片经过了封装,只把功能引脚引出来,这样才可保护芯片,避免受到损伤。

芯片里的单位纳米是什么意思?是否是越小越先进呢?:1nm等于多少mm 第2张

芯片越小的确越先进芯片越小,难度就越高,那为什么我们要把芯片做得那么小呢?比如手机,大家是不是喜欢又轻又薄的?如果光手机的芯片就有手掌那么大,手机还没做得轻薄吗?所以芯片尺寸超小,电子产品设计的灵活性越高。

芯片越小,成本越低,晶圆是生产芯片的关键材料,晶圆的价格是相当昂贵的,尺寸越小,同一块晶圆上就可以切割出更多数量的芯片了。

芯片里的单位纳米是什么意思?是否是越小越先进呢?:1nm等于多少mm 第3张

要提升芯片的性能,就需要更多CPU核心,也就需要集成更多晶体管,相同尺寸的芯片,要集成更多数量的晶体管,意味着单个晶体管的尺寸更小。晶体管之间的距离就更小的,它 们之间的电容就会减少,晶体管的开关频率就可以得到提升。

根据功率计算公式P=U x I =U x U / R,芯片的工作电压越高,它的功耗就越大,晶体管的尺寸变小后,导通电压也需要相应的减少,这样芯片的功耗就可以得到降低了。

晶体管数量越多,工作频率越高,功耗越低,也就代表芯片越先进了!

说是容易,但大家想想,纳米是什么概念?1纳米(nm)跟4个原子的大小差不多,1nm比细菌的长度还小得多,可想而知,要在晶片上做出7nm或者5nm宽度栅极的晶体管有多难了。

芯片里的单位纳米是什么意思?是否是越小越先进呢?:1nm等于多少mm 第4张

越先进的芯片,除了需要越先进的工生工艺和技术水平,还需要有先进的设备支持。ASML公司生产的极紫外光(EUV)光刻机就是必不可少的设备了,而紫外光(EUV)光刻机本身就是全球尖端科技的结晶。

台积电目前已经突破5nm的工艺,将会在2020年实现量产,而中芯国际目前也只能量产14nm的芯片。所以最近大家担台积电断供会对华为造成影响就是这个原因了!

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