芯片向小,晶圆往大,半导体的这两参数你晕不晕

台积电、中芯国际等半导体厂,在谈到他们时,常出现多少nm芯片,多少英寸晶圆的字样。

今天你读到,中芯国际量产14nm芯片啦,但离台积电能够量产的7nm工艺芯片,还有一定差距。明天又看到:台积电目前在全球有6座12英寸晶圆厂、6座8英寸晶圆厂、1座6英寸晶圆厂,它正在重点快速扩大12英寸晶圆厂的产能。细细回味,就是说芯片的nm数越低越好,而晶圆的尺寸越大越高端。听起来纠结又让人疑惑。

这种“悖论”事实上反映了芯片和晶圆的关系,即芯片是从晶圆是能够切割下来的。

向日葵花盘就像芯片和晶圆:大的圆盘正如晶圆,里面的小方块就像芯片。在工艺上,半导体厂先制作出晶圆,再切割出芯片。


晶圆的尺寸越大,能切割出的芯片数量越多,而且边角浪费相对较少。理论上来说,晶圆尺寸当然是越大越好。但是,更大尺寸的晶圆,要求更高端的生产工艺,设备也愈发昂贵;同时,良品率更加难以保证。

另一方面,芯片的nm值,即纳米单位。知乎上这张图的示意,nm值定义的是源极和漏极之间的距离,即图中标注为L区域的宽度。使用nm值越小的制成工艺,同样体积的芯片上,可以嵌入的晶体管数量越多,性能也就越强大。


所以,芯片的nm值并不是指芯片本身的大小尺寸。

有报道说,从7nm工艺升级到5nm工艺,性能提高30%-60%,具体表现在运算速度更快,能耗更低。但由于价格昂贵,一般只有GPU,CPU等核心运算部件,以及华为、苹果等大厂才会选用高端工艺的芯片。比如说,华为30系列的手机,使用7nm芯片;而40系列手机加载的是5nm芯片。此次台积电受美国zf威胁中断对我国国产手机的代工,影响到的就是最新的这些手机型号。毕竟,中芯国际以实现的是14nm工艺的量产,虽然说已经研发出不是7nm胜似7nm的芯片,实际的效果还要待时间验证。

有新闻显示,近期台积电代工苹果、AMD的订单飙升,产能紧张。考虑到台积电早前宣布,5月15日开始不再接受华为新订单,那两家增加的订单,应该与此没有关系。而AMD的老对手Intel,前段时间放风说准备从自产转向寻求代工,难道是Intel促发了苹果等的订单欲望?

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