微米和纳米科技材料

5nm之殇,为什么数字越小,芯片的制造难度越大

高端芯片在宣传的时候,都会宣传其工艺制程是多少纳米的,比如高通骁龙855和华为海思麒麟985都是7nm的工艺制程。这种工艺制程是由光刻机来实现的,而纳米本身是一种长度单位,纳米数体现了芯片工艺制程水平的高低。

5nm之殇,为什么数字越小,芯片的制造难度越大

1 芯片的纳米是什么意思

芯片制造中,一项重要的工艺流程就是蚀刻,该工艺是由光刻机来实现的,纳米数就代表了蚀刻尺寸,表示晶体管之间的最小距离或者一个单位的集体管能蚀刻在硅片上的最小尺寸。纳米数越小,代表工艺水平越先进,代表单位面积内所能蚀刻的晶体管也就越多。目前,台积电和三星能实现7nm的EUV蚀刻技术,而且已经量产,台积电的下一代5nm的蚀刻技术正在建厂。高端芯片的制造只有几家企业可以实现,如台积电、三星、英特尔等。

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2 纳米是什么单位

纳米nm跟米m、厘米cm一样是一个长度单位,只不过这个单位非常小。我们知道1米等于100厘米等于1000毫米,而纳米代表的是10的负9次方米。人体头发的直径一般在80微米左右,而1微米等于1000纳米,纳米单位是微米单位的千分之一。可见,纳米的单位有多小。

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3 纳米数越小工艺制程越先进

毋庸置疑,芯片的纳米数越小越先进。纳米数越小,所需要的光刻机的蚀刻水平越高,那么单位面积内所能蚀刻的晶体管数量也就越多。同样体积大小的芯片,纳米数越小,代表内含的集体管数量也就越多、运算单元也就越多、性能也就越强劲、功耗也就越低。现在的产品都向着小型化、微型化去发展,而性能越来越强劲,这就对芯片的工艺制程提出了更高的要求。

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海思麒麟990 5G SOC就集成了103亿颗晶体管,而芯片本身还没有一枚硬币大。可见,芯片的蚀刻技术具有多高的技术含量。

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