目前,芯片制程玩家三足鼎立:英特尔、三星、台积电。
从市场份额,技术成熟度来看,台积电领先。
根据台积电的规划“3nm年后量产、2nm进展顺利,1nm遥遥无期”,那1nm之后又是什么呢?下文具体说一说。
什么是制程工艺?简单回顾一下晶体管的结构,如下图所示。
晶体管的工作原理很简单,通电1断电0,实现了计算机的运算。
Gate(栅极)相当于闸门,主要负责控制Drain(漏极)和Source(源极)的通断。
栅极(Gate)的宽度决定了电流通过的损耗,表现出来就是手机的发热和功耗,宽度越窄,功耗越低,栅极的最小宽度,就是我们所说的XXnm工艺的数值。
原子的大小大约为0.1nm,10nm的工艺要保证一条线上只有不到100个原子,一个原子出现了问题,整个产品就报废了,产品的良品率大打折扣。
芯片制程工艺演进?目前,最先进的芯片制程工艺是台积电的7nm EUV,苹果的A13处理器、华为的麒麟990 5G处理器、高通骁龙865处理器都采用了台积电的额7nm EUV工艺。
6nm制程将会在年底量产,比7nm加强版多了1层EUV(极紫外光刻)光罩层。
5nm已经准备好了量产,相比前辈们,5nm制程增加了更多了EUV光罩层。
预计华为的麒麟1020处理器、苹果的A14、高通的骁龙875芯片,将会采用台积电的5nm制程工艺。
3nm制程工艺,将会在明年试产,2022年下半年实现量产。
2nm技术预计2024年左右推出,而1nm及其更先进的制程工艺仍然在研发中,距离商用遥遥无期,下图显示了制程工艺的技术路线。
2nm、1nm工艺目前,7nm、5nm制程工艺,采用了Co作为MOL布线材料,以及EUV光刻,是进一步改进的FinFET结构,finFET能力已经探底。
4nm、3nm工艺开始,FinFET结构将会被GAA结构取代,第一代GAA采用了硅纳米片,采用Ru作为布线材料。
2nm工艺,将会采用Forksheet结构。
1nm工艺,将会采用CFET结构,技术细节暂时未知,下图显示了芯片结构工艺的演进。
总之,半导体工艺正在有序推进,今年年底量产5nm,2022年量产3nm,2024年推出2nm,至于1nm仍然遥遥无期,1nm是当前半导体工艺的光锥和视界,没有人知道1nm之后半导体行业会发生什么。
也许未来是量子计算、生物计算等等。
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你好,我来谈下我的看法。
芯片是什么及作用芯片其实就是一个集成电路。
芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、测试等几个环节,其中晶片制作过程尤为的复杂。
对于主板而言,芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。
芯片制作材料及物理极限目前芯片的制作大多都是选择硅材料,目前最顶级的就是7nm规格的。
厂商大费功夫的减小规格,缩小了晶体管的面积和功耗,也减小了成本开支。
但是这个规格的芯片出现了漏电现象,漏电现象的产生也增加了功耗,各大厂商想尽办法去解决漏电问题,或者说是降低漏电风险。
目前芯片规格一旦低于7nm就会出现新的问题,所以目前来说,或者是一定时间内来说,7nm是芯片制造的物理极限。
芯片制造新的展望据了解,美国劳伦斯伯克利国家实验室将现有最精尖的晶体管制程从14nm缩减到了1nm,其晶体管就是由碳纳米管掺杂二硫化钼制作而成。
不过这一技术成果仅仅处于实验室技术突破的阶段,目前还没有商业化量产的能力。
所以这也只是个期待,具体能否商业化大规模量产,还是需要时间的。
我国的芯片制造能力我国的芯片产业能力还是比较落的,芯片制造它涉及到的工艺的精密,复杂程度还是远超传统制造的。
中国芯片制造厂,80%的装备都是从外国进口的。
全球芯片制造领域装备主要来自美国和日本两个国家。
另外芯片制造所花费的材料我们也大量依赖进口。
有一种材料叫光刻胶需要全部进口。
目前我国的半导体材料产业总体规模很小,技术水平也比较低,国产材料的销售规模在这个领域,占不到全球的5%。
这个着实和发达国家有比较大的差距。
期待国产芯片能够很好的发展,掌握自己的技术!综上,7nm还会是主流规格,科技的进步也需要时间的,越先进的技术难度系数越大,1nm需要很大的一段时间,或许不会实现。
还会希望可以帮到你!



