我們平常說(shuō)的芯片是多少納米制造工藝是什么意思？達(dá)內(nèi)廣州arm學(xué)習(xí)班帶你了解制程工藝。
芯片的制造工藝常常用65nm、40nm、28nm、22/20nm、16/14nm、10nm來(lái)表示，比如高通驍龍625，麒麟650，Inte的7代酷睿系列CPU就采用14nm制造工藝，而目前的arm架構(gòu)處理器驍龍835則采用三星的10nm制造工藝?，F(xiàn)在的CPU內(nèi)集成了以億為單位的晶體管，由源極、漏極和位于他們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流通斷的作用。
XX nm指的是，CPU的上形成的互補(bǔ)氧化物金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極的寬度，也稱為柵長(zhǎng)。柵長(zhǎng)越短，則可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶體管。每次制程工藝進(jìn)步，制程減少至接近于1/√2，晶體管所占得面積將減小約一半；在芯片晶體管集成度相當(dāng)?shù)那闆r下，使用更先進(jìn)的制造工藝，芯片的面積和功耗就越小，若在良品率比較高的情況下，成本也會(huì)越低。
柵長(zhǎng)可以分為光刻?hào)砰L(zhǎng)和實(shí)際柵長(zhǎng)，光刻?hào)砰L(zhǎng)則是由光刻技術(shù)所決定的。由于在光刻中光存在衍射現(xiàn)象以及芯片制造中還要經(jīng)歷離子注入、蝕刻、等離子沖洗、熱處理等步驟，因此會(huì)導(dǎo)致光刻?hào)砰L(zhǎng)和實(shí)際柵長(zhǎng)不一致的情況。另外，同樣的制程工藝下，不同廠商的實(shí)際柵長(zhǎng)也會(huì)不一樣，比如三星推出的14nm制程工藝芯片，但其芯片的實(shí)際柵長(zhǎng)和Intel的14nm制程芯片的實(shí)際柵長(zhǎng)依然有一定差距，發(fā)熱和功耗表現(xiàn)僅跟Intel的20nm相近。
由于能降低成本，CPU生產(chǎn)廠商不遺余力地減小晶體管柵極寬度，以提高在單位面積上所集成的晶體管數(shù)量。不過(guò)這種做法也會(huì)使電子移動(dòng)的距離縮短，由于量子效應(yīng)，容易導(dǎo)致晶體管內(nèi)部電子自發(fā)通過(guò)晶體管通道的硅底板進(jìn)行的從負(fù)極流向正極的運(yùn)動(dòng)。而且隨著芯片中晶體管數(shù)量增加，原本僅數(shù)個(gè)原子層厚的二氧化硅絕緣層會(huì)變得更薄進(jìn)而導(dǎo)致泄漏更多電子，隨后泄漏的電流又增加了芯片額外的功耗，還會(huì)導(dǎo)致芯片良品率下降。所以近幾年的制程工藝進(jìn)步逐漸放緩，除非有新的半導(dǎo)體替代材料，或是更有效的防止遂穿的手段，否則不會(huì)有較大的突破。
現(xiàn)在量子計(jì)算機(jī)，新材料半導(dǎo)體工藝等還處于概念階段，但我們還是可以展望的不遠(yuǎn)的未來(lái)，隨著芯片繼續(xù)微型化，低成本化，嵌入式在我們的生活中會(huì)越來(lái)越普遍。以上是達(dá)內(nèi)廣州arm學(xué)習(xí)班為大家?guī)?lái)的制程工藝了解。
