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台积电的3nm芯片是假的?实际是22nm,而5nm是25nm?
2023-09-20 来源:科技专家
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关键词:芯片台积电光刻机

众所周知,随着iPhone15的到来,全球第一颗3nm的手机芯片A17 Pro也与大家见面了。


虽然这颗芯片发布后,被大家吐槽,称CPU、GPU提升太少,只有NPU提升很大。但不可否认的是,与安卓芯片相比,苹果的A17芯片已经是足够领先了,至少领先安卓芯片2代。



不出意外的话,接下来高通、联发科会迅速推出3nm的手机芯片,然后三星也有可能跟进,推出3nm的手机芯片来。


那么也有很多人就要问了,如何判定一颗芯片是3nm的?芯片中,哪一个重要参数,代表着3nm?还是说3nm芯片,是随便晶圆厂们说的,它说是3nm就是3nm,说是5nm就是5nm?


事实上,你还真是说对了,现在的3nm芯片中,没有一个关键参数是3nm,现在的3nm、5nm什么的,还真是营销游戏,晶圆厂们说了算。



事实上,在130nm之前的时候,芯片多少纳米,是指金属半节距(metal half-pitch)是多少纳米,或栅极长度(gate length)多少纳米。


并且是每一代工艺进步后,栅极长度和金属半节距通常都会缩小30%,使得晶体管密度增加一倍,面积减半。


但后来,晶圆厂们一味缩小栅级长度,导致在130nm时,实际只有70nm的栅极长度,这个工艺与栅极长度脱节了。



再后来,栅极长度又落后于工艺,因为工艺不断前进后,栅极长度无法不断的每一代缩小30%。


后来科学家们,又引入了一个新的命名法,叫做接触栅间距,指一个晶体管栅极到另一个晶体管栅极之间的最小距离,其一半距离就代表芯片工艺。


不过这个命名法,损害了晶圆厂的利益,因为这个接触栅间距缩小太难了,所以后来晶圆厂们,就不再管栅极长度、金属半节距、接触栅间距等。


直接按照自己的前进脚步,自己给自己的工艺取名声,所以我们看到在进入10nm后,几家厂商的工艺,明显不一样了,大家晶体管密度完全不一样。



台积电、三星的7nm,等于英特尔的10nm。而台积电的5nm等于三星的3nm、intel的7nm。


由此可见,多少纳米工艺,在各个晶圆厂的定义是不一样的,要是大家定义都一样,那么晶体管密度理论上也应该是一样的。


不过我们,还是可以按照接触栅间距的一半距离,来给台积电的芯片套用一下,看看实际是是多少纳米工艺。



而按照媒体的披露,台积电的7nm工艺时,其接触栅极间距(Contacted Poly Pitch,CPP)为54nm,意味着工艺实际应该是27nm左右。


而5nm时,其CPP为51nm,实际应该是25nm左右,而3nm时,CPP值为45nm,实际应该是22nm。


以上说法,仅供参考,毕竟现在也没有人用这个接触栅间距的一半距离,来给芯片工艺命名,所以就见仁见智吧。


但大家还是要明白一个道理,那就是现在的多少纳米,还真是晶圆厂们自己命名的,想怎么叫,也是晶圆厂们自己的权力。



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