10nm、7nm，製程工藝更新脫離摩爾定律時間，矽將被替換

就是通常我們所說的CPU的「製作工藝」，是指在生產CPU過程中，集成電路的精細度，也就是說精度越高，生產工藝越先進。

在同樣的材料中可以製造更多的電子元件，連接線也越細，精細度就越高，CPU的功耗也就越小。

是指IC內電路與電路之間的距離。

製程工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發展。

密度愈高的IC電路設計，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更複雜的電路設計。

微電子技術的發展與進步，主要是靠工藝技術的不斷改進，使得器件的特徵尺寸不斷縮小，從而集成度不斷提高，功耗降低，器件性能得到提高。

晶片製造工藝在1995年以後，從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90納米、65納米、45納米、32納米、28納米、22納米、14納米，10納米（高通驍龍835就是採用10nm製程工藝）、7納米（預計2018年初）、5納米。

以當前處理器的製程工藝乘以0.714即可得出下一代CPU的製程工藝，如90*0.714=64.26，即65納米。

提高處理器的製造工藝具有重大的意義，因為更先進的製造工藝會在CPU內部集成更多的電晶體，使處理器實現更多的功能和更高的性能；更先進的製造工藝會使處理器的核心面積進一步減小，也就是說在相同面積的晶圓上可以製造出更多的CPU產品，直接降低了CPU的產品成本，從而最終會降低CPU的銷售價格使廣大消費者得利；更先進的製造工藝還會減少處理器的功耗，從而減少其發熱量，解決處理器性能提升的障礙,處理器自身的發展歷史也充分的說明了這一點，先進的製造工藝使CPU的性能和功能一直增強，而價格則一直下滑，也使得電腦從以前大多數人可望而不可及的奢侈品變成了現在所有人的日常消費品和生活必需品。

總體來說，更先進的製成工藝需要更久的研製時間和更高的研製技術，但是更先進的製成工藝可以更好的提高中央處理器的性能，並降低處理器的功耗，另外還可以節省處理器的生產成本，以便降低售價。

此前，三星購買了 ASML 的 NXE3400 光刻機，為生產 7nm 晶片作準備，並計劃在 2018 年上半年實現量產。

三星宣布自家7//5/3nm工藝已在路上，近期台積電也不甘示弱地宣稱將在2018年量產7nm，而且一年後再投產EUV極紫外光刻技術加持的新版7nm。

EUV技術是半導體領域多年來一直夢寐以求的里程碑式技術，如果達成可以大大向前推進摩爾定律，並大幅度提高產能，但該技術過於複雜，一再推遲，就連Intel也始終搞不定。

三星計劃在7nm工藝上首次使用EUV，時間點不詳，估計最快也得2018年，理論上和台積電差不多。

7nm工藝則可以同時適用於移動設備、高性能計算和汽車領域，目前已有12款移動晶片完成流片。

據稱AMD、NVIDIA都會使用台積電7nm。

目前，製造晶片的原材料以矽為主。

不過，矽的物理特性限制了晶片的發展空間。

2015 年 4 月，英特爾宣布，在達到 7nm 工藝之後將不再使用矽材料。

III-V 族化合物、石墨烯等新材料為突破矽基晶片的瓶頸提供了可能，成為眾多晶片企業研究的焦點，尤其是石墨烯。

相比矽基晶片，石墨烯晶片擁有極高的載流子速度、優異的等比縮小特性等優勢。

IBM 表示，石墨烯中的電子遷移速度是矽材料的 10 倍，石墨烯晶片的主頻在理論上可達 300GHz，而散熱量和功耗卻遠低於矽基晶片。

麻省理工學院的研究發現，石墨烯可使晶片的運行速率提升百萬倍。

制約石墨烯晶片的最大因素是石墨烯的成本問題，不過隨著製作工藝已逐漸成熟，石墨烯的成本呈下降趨勢，石墨烯晶片量產的日子也不會太遠。

2011 年底，寧波墨西科技建成年產 300 噸的石墨烯生產線，每克石墨烯銷售價格只要 1 元。

2016 年 4 月，華訊方舟做出了石墨烯太赫茲晶片。

新材料為晶片的發展提供了全新的方向，具有極大的潛力，已成為晶片廠商把控未來趨勢、占領制高點的必爭領域，而這也將使得晶片廠商之間的競爭日益複雜。

從晶片誕生至今，晶片領域的創新從未停止，各廠商之間的競爭也從未停歇。

應變矽技術成就了 90nm 時代，一種柵介質新材料成就了 45nm 時代，三柵極電晶體成就了 22nm 時代，FinFET 技術成就了當下的晶片時代。

未來， 3D 堆疊等新技術、石墨烯等新材料將持續推動晶片領域的創新與發展，晶片廠商之間的競爭領域也將延伸，從智慧型手機擴展到網際網路汽車、VR、人工智慧等，競爭將日趨複雜和激烈。

人類對科學無盡的探索，將使得晶片行業的這場 " 戰爭 " 繼續下去。