近日,不少**报道了台积电、三星、英特尔三大晶圆厂最快在2024年就要在2nm制程上竞争的消息,这让不少网友感到有些距离,认为我们不能参与2nm芯片制程的战场。 然而,事实并非如此,事实上,我们的芯片制造技术与顶级水平的差距并不遥远,只相隔了2代,也就是只落后了5年。 目前,世界上最先进的芯片制造工艺是多少纳米?事实上,只有3nm,掌握这项技术的厂商只有两家,分别是台积电和三星。 这两家厂商去年就开始量产3nm芯片,但实际推出的产品直到今年才问世,其中苹果的A17Pro手机芯片是首款采用3nm工艺制造的芯片。 相比之下,我们达到了什么制造水平?众所周知,华为最近推出了一款旗舰手机,搭载了麒麟9000s芯片,虽然华为没有正式公布其纳米值,但科技机构的电子显微镜扫描分析显示,该芯片的晶体管密度已经达到了台积电的N7工艺水平,性能可与5nm骁龙888芯片相媲美。 所以说是5nm可能有点夸张,但叫它7nm,应该没有问题。 至于7nm芯片,台积电在2024年首次量产,当时苹果的A12芯片成为业界首款采用7nm工艺的芯片,同年,华为推出了基于台积电7nm工艺的麒麟980芯片。 从2024年到2024年,只过去了短短的5年时间,从7nm工艺到现在的3nm工艺,中间只有5nm一代,所以技术差距只有2代左右。 所以严格来说,我们和世界顶尖芯片制造工艺的差距并不遥远,只是这两代的差距,而且只有5年。
此外,我们需要知道,虽然2代和5年之间的差距看起来很明显,但它并不像看起来那么重要,因为7nm工艺已经能够满足全球95%以上的芯片制造需求。 目前,全球只有手机芯片、人工智能芯片等少数几类旗舰芯片才开始采用5nm和3nm工艺,而这些芯片在芯片总需求中所占比例不到5%。 其他95%的芯片在7nm工艺下已经能够完全满足。 因此,我们的芯片制造工艺再次赶上了世界最先进的水平,我们不必太悲观。 我们不能一提到国产芯片就总以为已经完全落后了,其实差距并不大,大家应该更有信心。
芯片制造工艺的发展是制造小物体的工艺过程。 自上世纪50年代以来,芯片制造工艺一直在不断改进。 当然,这只是芯片工艺开发的极简版本。 现在我们来看看芯片制造工艺的六个发展阶段。
(1)12英寸晶圆技术时代
在12英寸晶圆技术时代,IBM在2024年寻找一种新的晶圆制造方式,即用大块硅片制造,这样生产出的晶圆更大,利用率更高,成本更低。
(2)65nm技术时代
65nm工艺时代是一场技术革命,也是一次重要的突破。 这意味着使用 65 纳米的尺寸,其布局方式使晶体管紧密排列在晶圆上。 从那时起,许多世界领先的制造商一直在从事 60nm 工艺处理器的制造。
(3)28nm技术时代
28nm工艺时代也是一个重要的突破。 28nm工艺是指使用28nm尺寸制造处理器,比65nm工艺具有更高的集成度和更好的性能。 同时,由于工艺尺寸的减小,电耗和发热都大大改善。
(4)14nm技术时代
在 14nm 工艺时代,制造商正在寻找更小的尺寸,以便在相同尺寸的晶圆上集成更多功能。 14nm 工艺是一种使用 14nm 尺寸制造处理器的技术,比 28nm 工艺更节能、更先进。
(5)7nm技术时代
7nm工艺时代代表了半导体技术的最高水平,也是目前全球晶圆厂的标杆,使用7nm尺寸制造出计算速度更快、能耗更低的处理器。
(6)3纳米技术时代
在3nm工艺时代,芯片制造技术将达到一个新的高度,工艺尺寸将进一步缩小到3nm,这将使芯片更小,功耗更低,性能更强大。 预计未来几年,3nm工艺将有重大突破和应用。
从 12 英寸晶圆到 3nm 工艺,芯片制造工艺的进步对整个经济产生了深远的影响。 首先,芯片制造工艺的改进意味着芯片体积更小,功耗更低,性能更强大。 因此,移动设备和智能终端的性能不断提高,为用户提供了更好的用户体验。 其次,芯片制造工艺的改进有效控制了生产成本,促进了通信、计算机、物联网等行业的快速发展。 更重要的是,芯片制造工艺的改进也进一步推动了研发和创新的进程,为科技进步和社会发展提供了强大的动力。
随着技术的不断发展,人们对芯片制造工艺的期望也越来越高。 未来,芯片制造工艺将继续向更小、更快、更节能的方向发展。 预计在不久的将来,芯片制造工艺将进一步减少到1nm以下,从而实现更高的集成度和更多的计算能力。 同时,新材料和新工艺技术将不断涌现,以支持芯片制造工艺的进一步突破。 这将使芯片在人工智能、物联网、新能源等新兴领域的应用得到更广泛、更深入的发展。
通过对芯片制造工艺发展的了解,不难发现,虽然我们暂时无法涉足2nm芯片制造工艺领域,但芯片制造技术与世界顶级水平的差距并不遥远。 我们目前的芯片制造技术已经迎头赶上,可以满足绝大多数芯片需求。 随着科学技术的不断进步,芯片制造工艺将不断发展,给各行各业带来更多的机遇和挑战。 作为创造者,我们应该保持乐观的心态,相信自己的能力,为国产芯片制造技术的进一步提升而努力。 最重要的是,我们将继续加强创新和研发,为芯片制造工艺的未来发展做出更多贡献。 只有不断追求进步和突破,才能在芯片领域实现自主创新,为国家经济和科技进步做出更大的贡献。