5nm、3nm 芯片代表什么意义?

5nm、3nm 芯片代表什么意义?

7nm、5nm、3nm......

这些数字,原本是指芯片晶体管栅极长度的大小。

芯片一般由三部分组成:晶体管、触点和互连,高级芯片通常有多达数百亿个晶体管。

其中,晶体管是由源极Source、漏极Drain和位于二者之间的栅极Gate组成。

最开始,平面制程工艺尺寸是指源极到漏极的空间距离,即沟道长度。但是现在的沟道长度并不好测量,它会根据掺杂扩散,大小尺寸不一,而栅极长度近似沟道长度,且栅极长度观察测量更为直观,因此采用栅极长度作为制程工艺参考标准。

栅极是晶体管的控制端。栅极和源极之间的的电压差,控制了漏极和源极之间的电流大小。你可以把栅极当作开关,当Vgs为高时导通,电流从源极流入漏极,栅极就相当于水龙头的开关。而栅极的最小宽度(栅长),就是芯片制程工艺中的数值。栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗,表现出来就是手机常见的发热和功耗,宽度越窄,功耗越低。可以这么理解如果打开水龙头的力越小就相当于制程越小。

只不过,在28nm以下,由于采用finfet这些新的技术,这些数字和实际的节点和栅极长度,以及半节距就匹配不上了。所以,现在的7nm,5nm,早已不是原来指的栅极长度。

台积电的Philip Wong曾在Hot Chips 31主旨演讲中说:“它过去是技术节点,节点编号,意味着一些东西,晶圆上的一些功能。”。但是:“今天,这些数字只是数字。它们就像汽车模型——就像宝马5系或马自达6。数字是什么并不重要,它只是下一项技术的目的地,它的名称。因此,我们不要把节点的名称与技术实际提供的相混淆。”

画重点就是:不要把节点的名称和技术实际相混淆。这个只是一代工艺代号而已,和7nm、5nm、3nm等本身没有太大的关系了。

最先进制程芯片的量产是一项系统工程,需要产业链上下游、特别是上游的设备、材料、IP等技术厂商都拿出看家本领,才能应对如此高精尖的芯片制造要求,所有这些形成合力,才能制造出高晶体管密度、高性能、低功耗的先进制程芯片。

因此,所有高级工艺都很烧钱,但是,并非所有芯片都需要5nm、3nm等高级工艺。

芯片规格书(datasheet)查询,芯片求购/供应,推荐icspec,一款实用又免费的芯片规格书查询工具。

还有icspec微信小程序和icspec App,可以免费发布芯片求购/供应信息,查询元器件型号、芯片规格书、datasheet(数据手册)下载、参数对比、企业信息查询、半导体行业资讯、技术资料等等。