臺積電5nm工藝(臺積電5nm工藝良品率)
臺積電5nm工藝
按照目前的工藝來說。
三星的四納米都沒有排氣電的五納米技術(shù)也好。
舉一個(gè)最好的例子。這次高通驍龍888。跟華為的麒麟9000都屬于五納米的5g soc。
而高通驍龍888為了成本問題,選擇了三星的工藝。而華為的麒麟9000使用的是臺積電的五納米技術(shù)。現(xiàn)在實(shí)際用下來。高通驍龍888的均衡素質(zhì)完全沒有,麒麟9000強(qiáng)。。而且這次。高通驍龍888plus的整體效果也沒有麒麟9000強(qiáng)。
臺積電5nm工藝良品率
當(dāng)然是5nm工藝更好。cpu制程工藝當(dāng)然是5nm好于7nm。nm本身是物理長度單位,數(shù)值越小表示cpu工藝制程越精細(xì),也就是說單位面積內(nèi)硅晶體管數(shù)量越多,cpu的計(jì)算能力越強(qiáng)。
比如臺積電7納米工藝每平方毫米內(nèi)能做到7000萬晶體管,而5nm工藝可以做到1億只晶體管。
臺積電5nm工藝芯片
目前全球一共發(fā)布了6款5nm芯片,這6款5nm芯片是4家廠商推出的,同時(shí)又集中于2家廠商制造的。
第一款5nm的芯片是蘋果的A14,而蘋果除了A14外,還發(fā)布了M1芯片,這兩款芯片一款是手機(jī)芯片,一款是電腦芯片,均是臺積電制造的。
而華為也發(fā)布了自己的5nm芯片,那就是麒麟9000,這也是一款手機(jī)芯片,由臺積電制造。
臺積電5nm工藝真實(shí)柵極長度
芯片3nm、5nm、7nm指的是采用3nm、5nm、7nm制程的一種芯片,nm是自然就是長度單位納米的簡稱。簡單得來說的x nm,指的是CPU的上形成的互補(bǔ)氧化物金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管柵極的寬度,也被稱為柵長。 詳細(xì)得來解釋的話,電流從源極(Source)流入漏級(Drain),柵極(Gate)相當(dāng)于閘門,兩端源極和漏級的通斷就是由柵極來控制的。
電流會損耗,而柵極的寬度則決定了電流通過時(shí)的損耗,表現(xiàn)出來就是手機(jī)常見的發(fā)熱和功耗,寬度越窄,功耗越低。而柵極的最小寬度(柵長),就是X nm芯片工藝中的數(shù)值。
臺積電5nm工藝手機(jī)
臺積電的5納米工藝好你看那么多廠商都要臺積電代工,三星5納米功耗較高
臺積電5nm工藝密度
芯片上每平方單位晶體管數(shù)即晶體管密度,此處對比的是每平方毫米晶體管數(shù)量。
晶體管密度以MTr /mm2計(jì)算,代表每平方毫米數(shù)百萬個(gè)晶體管。
晶體管是CPU和數(shù)字電路的基礎(chǔ),當(dāng)我們以不同方式組合晶體管時(shí),我們將獲得AND,NOT或OR門之類的邏輯電路。然后,這些簡單的門電路可用于組成加法器,乘法器和其他不同類型的復(fù)雜電路,現(xiàn)代處理器往往包含數(shù)十億上百億個(gè)晶體管。
隨著對計(jì)算能力的要求提升,我們需要在單位面積上容納原來越多的晶體管,所以我們需要縮小晶體管的尺寸,過去很多年因?yàn)橹圃旒夹g(shù)的進(jìn)步,集成電路中的晶體管數(shù)量每兩年翻一番,這個(gè)就是我們很熟悉的摩爾定律。那么通過新工藝縮小晶體管尺寸有什么好處呢?
首先是性能的提升,單位面積的晶體管數(shù)量增加了,相當(dāng)于干活的人多了,性能自然提升了,當(dāng)然這里只是簡單的打個(gè)比方,實(shí)際情況不是這么簡單。其次是能效比提升,隨著晶體管體積變小,其需要的能耗越低,因此可以減少發(fā)
臺積電5nm工藝晶體管密度
尺寸不到2平方厘米,指甲蓋大小。14nm芯片不算先進(jìn)了,現(xiàn)在5nm芯片已問世。按照中芯的工藝,14nm工藝時(shí),其晶體管密度約為30MTr/mm,也就是每平方毫米達(dá)到3000萬個(gè)。而TSMC的工藝,在5nm時(shí)晶體管密度為173MTr/mm,每平方毫米達(dá)到1.73億個(gè)。我的回答不知道你是否滿意?
臺積電5nm工藝和三星5nm工藝
如果說光刻機(jī)是工業(yè)皇冠上的明珠,那么IP核就是這顆明珠的魂。芯片只是我們看到的表象,一塊芯片的誕生,用千錘百煉來說一點(diǎn)都不為過。
第一個(gè)區(qū)別:芯片設(shè)計(jì)和制造流程簡單來說可以分四個(gè)階段:功能/性能定義(需求分析)、IC設(shè)計(jì)(集成電路設(shè)計(jì))、IC制造(光刻機(jī)部分)、封裝測試。芯片功能/性能的定義是指在做設(shè)計(jì)芯片之前要先定位,這個(gè)芯片是用來干什么的,它要性能指標(biāo)要達(dá)到什么樣的要求。比如,廠家要出一個(gè)處理器芯片,最簡單的一點(diǎn)就要先確定這是一個(gè)多少位的CPU,多少核的。比如咱們買電腦的時(shí)候,經(jīng)??吹诫娔X搭載的是英特爾64位四核處理器。那么這個(gè)芯片在出廠之前,英特爾就定好了,它是64位的,里面有四個(gè)核心。
第二個(gè)區(qū)別:64位是采用64位處理技術(shù)的CPU,簡單理解就是處理器一次運(yùn)行64位數(shù)據(jù),這個(gè)數(shù)字越大說明單次可以運(yùn)行的數(shù)據(jù)越多,處理速度越快。四核處理器就是基于單個(gè)半導(dǎo)體的一個(gè)處理器上擁有四個(gè)處理器核心。并且四個(gè)核心的處理能力和功能是一樣,可以同時(shí)運(yùn)行,所以業(yè)界將這樣的處理器稱為真四核。然后還需要定義該芯片的其他的一些屬性,比如I/O驅(qū)動能力、功耗、工作溫度等等。
第三個(gè)區(qū)別;IC設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)就真正要用到EDA軟件和IP核了。如果這里翻車,也就沒光刻機(jī)什么事了,這步驟包含的內(nèi)容非常之多,比如系統(tǒng)設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、行為級描述/優(yōu)化、邏輯綜合/優(yōu)化、仿真、測試、制版數(shù)據(jù)生成等等。EDA和光刻機(jī)不少業(yè)界朋友都有所科普,而關(guān)于IP核這塊的內(nèi)容比較少,所以這里咱們的主角IP核就登場了。
第四個(gè)區(qū)別:為什么IP核越來越重要?這里的IP跟咱們常熟知的IP地址中的IP不一樣。它的全稱是Intellectual property,也就是知識產(chǎn)權(quán)。這些IP核心就是別人做好的模塊,可以在設(shè)計(jì)中直接使用。如果說設(shè)計(jì)和制造芯片就像蓋房子一樣,那么IP核就是磚、門框和窗戶等。
第五個(gè)區(qū)別:IP核對于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都非常重要,尤其是在近年來產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展及全球?qū)χR產(chǎn)權(quán)越來越重視的情況下。它于上世紀(jì)70年代誕生,隨著芯片設(shè)計(jì)的不斷演進(jìn),IP核也發(fā)生不斷的變化。最早,各半導(dǎo)體公司有一個(gè)內(nèi)部的IP核部門,專門來開發(fā)維護(hù)特定功能的IP核,如接口IP、存儲IP、安全I(xiàn)P等等。但伴隨SoC設(shè)計(jì)復(fù)雜度上升與上市時(shí)間要求縮短,第三方IP供應(yīng)商開始出現(xiàn)。由于economic of scale,它們在成本、性能上具有優(yōu)勢明顯,因此很多半導(dǎo)體公司開始采用外部第三方IP核,并消減內(nèi)部在IP核上的研發(fā)投入,IP核產(chǎn)業(yè)從而不斷壯大。
第六個(gè)區(qū)別:過去10年來,IP核市場的年復(fù)合增長率超過10%。其增長主要伴隨著市場上新應(yīng)用、新產(chǎn)品產(chǎn)生的新需求——無人駕駛、AI芯片、5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)發(fā)展,推動了IP核迅速且更加個(gè)性化的(針對應(yīng)用)發(fā)展。IP核的復(fù)用(reuse)是提高片上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期的關(guān)鍵。從整個(gè)市場來看,在沒有全新IP核的情況下,整個(gè)行業(yè)的發(fā)展速度都將受到阻礙。
IP核的來源有哪些?芯片設(shè)計(jì)公司的自身積累。傳統(tǒng)IDM公司或Fabless公司在多年的芯片設(shè)計(jì)中往往有自身的技術(shù)專長,設(shè)計(jì)成果的可重用部分形成了IP(這些IP往往是硬核)。Foundry廠的積累。Foundry廠商為了吸引更多的芯片設(shè)計(jì)公司投片,往往設(shè)立后端設(shè)計(jì)隊(duì)伍或者與IP核供應(yīng)商合作,從而配合后端設(shè)計(jì)能力較弱的芯片設(shè)計(jì)公司進(jìn)行布局布線工作。IP核主要集中于Memory、EEPROM和Flash Memory等領(lǐng)域。
第七個(gè)區(qū)別:專業(yè)IP公司。不僅提供已經(jīng)成熟的IP,同時(shí)針對當(dāng)前的技術(shù)熱點(diǎn)、難點(diǎn)開發(fā)芯片設(shè)計(jì)市場急需的IP核。目前國內(nèi)成熟的專業(yè)IP公司僅芯動科技、芯原股份,二者均在各自領(lǐng)域擁有全球領(lǐng)先的核心競爭力,是全球各主流代工廠的IP工藝庫重要合作伙伴。芯動科技更是迄今為止國內(nèi)唯一具備兩家代工廠(臺積電、三星)5nm工藝庫和設(shè)計(jì)流片能力的技術(shù)提供商。EDA(Electronic Design Automation)廠商。這些IP核基本是以軟核形式出現(xiàn)。
臺積電5nm工藝7nm是什么意思
5nm和7nm制程工藝的芯片有較大差別。據(jù)估計(jì),臺積電5nm的柵極間距為48nm,金屬間距則是30nm,鰭片間距25-26nm,單元高度約為180nm。
按此測算,臺積電5nm制程工藝的晶體管密度將達(dá)到每平方毫米1.713億個(gè),相比于初代7nm的每平方毫米9120萬個(gè),增加了88%。
7nm以上制程工藝的芯片,可以滿足目前大多數(shù)設(shè)備的需求。5nm制程工藝的芯片主要用于高端設(shè)備需求。
中芯國際為我國大陸最先進(jìn)的芯片代工廠,其N+1制程芯片與臺積電7nm芯片功能相當(dāng),但是,因無法得到高端光刻機(jī),目前還不能夠做出5nm芯片。
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