蘋果或首發5nm工藝製程,速度提升15%,功耗降低30%
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一部手機最為關鍵的無非就是處理器了,現在的消費者對於手機的性能和功耗都極其敏感,尤其是近兩年來,智慧型手機的慢慢普及和各大手機廠商對智慧型手機的科普,消費者更加看重性能和功耗。
因此大部分旗艦機為了追求這兩點都會使用最新工藝製程的處理器,但在手機處理器方面,我們已經越來越接近物理極限了,我們已經全面進入了7nm工藝時代。
如今市面上,出產的頂級晶片都是7nm工藝,向麒麟980、麒麟810還有蘋果的A12處理器另外還有高通的驍龍855處理器都是7nm工藝製程的晶片。
其實在7nm晶片剛剛上市的時候就已經有關於5nm工藝製程的消息了,近日又傳出了關於5nm工藝製程的消息了,這個消息來自蘋果,蘋果將會首發5nm工藝製程處理器。
目前7nm工藝製程的晶片都是由台積電代工的,雖然說目前的7nm工藝的晶片是蘋果、華為和高通的,但他們只負責晶片的設計,並不是自己生產晶片,或者說絕大部分生產任務都是由台積電代工,當然三星也有實力可以代工。
不過台積電的代工實力更加強一點,畢竟台積電是第一家量產7nm工藝晶片的代工企業,同時台積電在前不久也宣布試產5nm晶片了。
當然那不止只有一家台積電,三星在前不久也宣布開始試產5nm工藝的晶片了。
其實7nm就已經是一個很高的門檻了,在去年隨著格芯和聯電宣布止步之後,目前有能力代工7nm的其實還有三星、中芯國際和英特爾,而代工領域英特爾是一個小人物,甚至英特爾都已經宣布放棄了5G基帶的生產。
而中芯國家到目前都還沒有確切的時間表,如此以來就只剩下三星和台積電了,這兩家企業稱霸了代工市場,不過三星基本都是自產自銷,不怎麼代工,台積電前不久宣布它幾乎拿下了全球100%的7nm工藝晶片的代工。
7nm是一個非常高的門檻,有太多的企業已經止步在10nm甚至是14nm了,那麼為什麼由那麼多的企業止步在了10nm工藝製程以外呢?工藝製程的先進到底會給晶片帶來什麼?而極限又在哪裡呢?為什麼有些企業不斷的在探索晶片製程的極限,而有些企業卻止步於10nm工藝製程甚至是14nm工藝製程呢?
可能還有很多人不知道晶片製程是什麼,晶片是由數以億計的電晶體組成的,比如我們所熟知的麒麟980晶片就是由69億個電晶體組成的。
製程就代表了電晶體的尺寸,麒麟980是7nm製程,代表著麒麟980的電晶體是7nm稱的,製程越先進,電晶體越小。
那麼工藝製程越小會有什麼影響呢?在同等體積大小下,製程越先進,晶片中放入的電晶體就越多,性能也就越強。
而如果電晶體數量相同的情況下,如果製程越先進,那麼晶片體積就越小,如此功耗就會越小。
拿華為的麒麟的晶片的來說,這就是為什麼麒麟980處理器性能比麒麟970性能更強,但是體積卻小了的原因了。
再對比下台積電的5nm工藝製程了7nm工藝製程我們就能更進一步的理解工藝製程給晶片帶來的變化,5nm工藝生產的晶片將會比7nm生產的晶片速度快上15%,同時功耗將會降低30%。
工藝製程納米數越低越好,但是並不是沒有極限的,晶片的主要使用材料就是矽,而矽原子的直徑大約是0.22納米,在考慮到原子之間的距離,理論極限是0.5nm,但是這個估計是達不到的。
摩爾定律就像是一盞明燈一樣推動者半導體行業的進步,然而現在的尺寸已經非常的接近物理極限了。
不過雖然很接近了但是目前我們也最多只能達到7nm,就算算上即將面世的5nm距離極限也還有10倍的距離,不過要想讓我們的製程達到極限那幾乎是不可能的。
首先通過技術手段我們能夠達到3nm左右,從工藝製程進入22nm之後,電晶體結構就已經做了改變,從開始的平面電晶體進入了三維finFTE結構,隨後知道如今的5nm工藝都採用了這種架構,而一旦推進到3nm電晶體的結構很可能還會再一次出現變化。
另外雖然說技術上有辦法達到,但是付出的代價是非常巨大的,每精細一點點需要投入的資金、人力、物力都是呈現幾何倍增的,尤其是越來越靠近物理極限之後,這個投入更是恐怖,這也就是為什麼會有很多企業止步10nm的原因了。
既然現在已經進入了試產5nm階段,那麼按照這個速度在明年上半年台積電量產並出貨5nm工藝製程的晶片並不會有太大的問題。
而蘋果一直以來都是最早商用最高工藝製程的廠家,去年的7nm工藝製程的晶片雖然是華為最先發布的,但是最早商用的卻是蘋果。
而蘋果作為最早也是台積電最大的合作夥伴之一,優先首發5nm工藝製程的晶片並不是什麼難事兒。
如果按照這個速度,那麼明年蘋果的秋季發布會很有可能會發布5nm工藝製程的A14處理器。
今年秋季的iPhone已經確定了不支持5G網絡,蘋果A14將會是首款5nm+5G旗艦處理器,而通過5nm工藝製程帶來的性能的提升、功耗降低,這款處理器的表現還是十分令人期待的。
同時期的處理器,蘋果的處理器一直都是在所有處理器中排名最前的,如此這款處理器就更加令人期待了。
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