芯片向小,晶圓往大,半導體的這兩參數你暈不暈

臺積電、中芯國際等半導體廠,在談到他們時,常出現多少nm芯片,多少英寸晶圓的字樣。

今天你讀到,中芯國際量產14nm芯片啦,但離臺積電能夠量產的7nm工藝芯片,還有一定差距。明天又看到:臺積電目前在全球有6座12英寸晶圓廠、6座8英寸晶圓廠、1座6英寸晶圓廠,它正在重點快速擴大12英寸晶圓廠的產能。細細回味,就是說芯片的nm數越低越好,而晶圓的尺寸越大越高端。聽起來糾結又讓人疑惑。

這種“悖論”事實上反映了芯片和晶圓的關係,即芯片是從晶圓是能夠切割下來的。

向日葵花盤就像芯片和晶圓:大的圓盤正如晶圓,裏面的小方塊就像芯片。在工藝上,半導體廠先製作出晶圓,再切割出芯片。


晶圓的尺寸越大,能切割出的芯片數量越多,而且邊角浪費相對較少。理論上來說,晶圓尺寸當然是越大越好。但是,更大尺寸的晶圓,要求更高端的生產工藝,設備也愈發昂貴;同時,良品率更加難以保證。

另一方面,芯片的nm值,即納米單位。知乎上這張圖的示意,nm值定義的是源極和漏極之間的距離,即圖中標註爲L區域的寬度。使用nm值越小的製成工藝,同樣體積的芯片上,可以嵌入的晶體管數量越多,性能也就越強大。


所以,芯片的nm值並不是指芯片本身的大小尺寸。

有報道說,從7nm工藝升級到5nm工藝,性能提高30%-60%,具體表現在運算速度更快,能耗更低。但由於價格昂貴,一般只有GPU,CPU等核心運算部件,以及華爲、蘋果等大廠纔會選用高端工藝的芯片。比如說,華爲30系列的手機,使用7nm芯片;而40系列手機加載的是5nm芯片。此次臺積電受美國zf威脅中斷對我國國產手機的代工,影響到的就是最新的這些手機型號。畢竟,中芯國際以實現的是14nm工藝的量產,雖然說已經研發出不是7nm勝似7nm的芯片,實際的效果還要待時間驗證。

有新聞顯示,近期臺積電代工蘋果、AMD的訂單飆升,產能緊張。考慮到臺積電早前宣佈,5月15日開始不再接受華爲新訂單,那兩家增加的訂單,應該與此沒有關係。而AMD的老對手Intel,前段時間放風說準備從自產轉向尋求代工,難道是Intel促發了蘋果等的訂單慾望?

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