
高通驍龍855、蘋果A13仿生芯片和華為的麒麟990等強大芯片組都有一些共同點。這三款芯片分別由高通、蘋果和華為設(shè)計,但實際上均由全球最大的獨立芯片代工公司臺積電制造。這三種工藝都是利用臺積電7nm工藝通過某些變化而制造的。7nm這個數(shù)字表示集成電路中可以容納多少個晶體管。工藝數(shù)越低,芯片內(nèi)晶體管的數(shù)目就越高。在芯片中發(fā)現(xiàn)的晶體管越多,芯片的功率和能源效率就越高。這些元件中晶體管的數(shù)量會讓你大吃一驚;麒麟990內(nèi)置5G調(diào)制解調(diào)器,內(nèi)置103億個晶體管。
多年來, 集成電路中可以容納多少個晶體管 逐年增加。早在上世紀(jì)60年代,英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登?摩爾就發(fā)現(xiàn),芯片內(nèi)部的晶體管數(shù)量每年都在翻一番。在20世紀(jì)70年代,這個所謂的摩爾定律被修正了;這些元件中的晶體管數(shù)量每隔一年就會增加一倍。這個過程相當(dāng)艱巨,但臺積電計劃明年開始生產(chǎn)5nm制程芯片。三星經(jīng)營著的一家芯片制造商,明年也將生產(chǎn)5nm制程芯片。但在明年年初,三星將使用其7nm EUV工藝將尚未發(fā)布的驍龍865移動平臺從裝配線上撤出。EUV是極紫外光刻技術(shù)的縮寫,這種技術(shù)可以使芯片芯片的標(biāo)記更加精確,從而容納更多的晶體管。
2021年由臺積電生產(chǎn)的驍龍875移動平臺,很可能是Android手機中發(fā)現(xiàn)的第一塊5nm芯片。至于蘋果的A14,臺積電很可能會采用5nm工藝來制造。2020年的iphone要到明年第三季度末才會發(fā)布。臺積電將在2021年前完成所有三個階段的生產(chǎn)后,每月將生產(chǎn)多達100萬晶圓 片 ,制成5納米芯片。
英特爾表示,它將“重新奪回工藝領(lǐng)先地位”
那么在5nm之后呢?我們已經(jīng)聽說臺積電和三星都計劃生產(chǎn)3nm芯片。據(jù)報道,臺積電將于2023年開始使用的3nm制程設(shè)備已經(jīng)開始施工。據(jù)報道,臺積電將斥資195億美元(約1300億元人民幣)在臺灣南部的科技園建設(shè)這些設(shè)施,占地超過74英畝。2019年初,臺積電首席執(zhí)行官魏正昌表示,3nm芯片的開發(fā)進展順利。三星則計劃在2021-2022年期間,使用自己的下一代GAA 架構(gòu)生產(chǎn)3nm芯片。根據(jù)Tom的硬件,三星的3nm制程密度不會像臺積電那樣高;這意味著三星在那個節(jié)點上的芯片不會像臺積電那樣在一個小空間里裝上那么多晶體管。
最近, 盡管英特爾剛剛開始生產(chǎn)10nm的Ice Lake-U移動處理器 ,但還是宣布了“奪回工藝領(lǐng)先地位”的計劃。英特爾首席執(zhí)行官Bob Swan說:“我們正在加快進程節(jié)點引入的步伐,兩年或兩年半的時間來跟上節(jié)奏。我們的工藝技術(shù)和設(shè)計工程團隊正在密切合作,以降低工藝設(shè)計的復(fù)雜性,平衡進度、性能、功率和成本。” 因為它很難達到10nm制程所以要求英特爾真正彌補失去的時間。英特爾目前可能被認(rèn)為落后臺積電和三星一年左右。相比之下,2018年的驍龍845移動平臺使用的就是是10nm工藝。
據(jù)稱,臺積電正考慮將晶體管垂直堆疊,作為在芯片內(nèi)部封裝更多晶體管的一種方式。而且臺積電正在研究元素周期表,以尋找未來芯片封裝的材料。