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1 # 神奇碼農
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2 # 老李觀天下
現在的晶片結構基本都是平面結構,單位面積上的電晶體數量一定會達到極限,即使工藝製程不斷的進步,目前是7nm,後面是4nm,受限於材料和物理架構,工藝製程不可能無限的縮小下去。
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3 # 嘟嘟聊數碼
半導體晶片的電晶體數量目前還遠遠達不到極限,如今在7nm工藝下,一顆手機晶片可能就有數十億的電晶體數量,未來到了5nm甚至3nm時代,晶片的電晶體數量還會更多,一顆指甲大小的晶片可能會容納上百億個電晶體。
從晶片電路設計方面來看,想要提升效能,在沒有革命性技術突破前,就會增加晶體管個數,比如更多的CPU核心,更大的快取容量,更多的通道設計等等,這些都要求電晶體數量成幾何數量增長,畢竟不管是ARM架構還是X86架構,其架構本身已經非常成熟,想指望透過架構改進來大幅提升效能已經很難了,所以堆電晶體規模仍然是未來主流的做法。
目前增加電晶體數量主要依靠兩種方式,一個是提升工藝製程,比如7nm、5nm和3nm,儘管這幾年半導體工藝有進步放緩的趨勢,但是藉助極紫外光刻等新技術,製程方面仍有發展空間,只要製程技術繼續發展,那麼電晶體數量增加就有充足的餘地。
二是增加芯片面積,但是這是一把雙刃劍,如果電晶體數量激增帶來芯片面積增大的話,晶片成本和功耗也隨之提升,如果消費者買不起廠商自然也不會去做,所以第二種方式目前不會被採取,即使有也只是把芯片面積控制在合理區間。
目前晶片上有上億個電晶體,是否到達極限了?
並沒有,目前主流的CPU製程已經達到了7-14奈米,採用7納米制程的晶片將越來越多,而下一代晶片的目標,是採用5納米制程,整合更多的電晶體。
製造工藝
製造工藝指製造CPU或GPU的製程,或指電晶體閘電路的尺寸,單位為奈米(nm)。更先進的製造工藝可以使CPU與GPU內部整合更多的電晶體,使處理器具有更多的功能以及更高的效能。簡單理解,就是製造工藝越先進,晶片裡面就可以整合更多的電晶體。就像同一個房間鋪地板,鋪50cm*50cm的瓷磚智慧鋪10塊,而鋪5cm*5cm的瓷磚卻可以鋪1000塊。
所以隨著製造工藝的提升,晶片裡電晶體數量就會越多。
5納米制程訊息
目前不管是PC還是手機都用上了7納米制程,下一代有望使用5納米制程。
根據最新訊息,臺積電5 納米制程近期有重大突破,試產良率衝高至八成以上,為下季匯入量產,首批客戶即為蘋果和海思。
可見,目前晶片上電晶體不僅沒有達到極限,並且很快我們就能用上製程更加先進的晶片了。