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电路芯片为什么越小越强

时间:2021-02-22 08:00 来源:未知

芯片制程工艺的理解
芯片制造工艺的单位纳米是指集成电路内部设计电路与电路或器件与器件之间的距离,也就是晶体管间的宽度(也叫线宽)。

在制作芯片时,需要用导线连接各种电路和器件,通常以微米、纳米来表示(纳米等于千分之一微米)。其精度越高,工艺越先进、实现的功能越越强。也意味着在同样大小面积的IC中,可以实现密度更高、功能更复杂的电路设计,芯片的的功耗也就越小。

电子产品的发展,往往是依靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而实现集成度的不断提高,功耗降低与器件性能得到提高。

CPU芯片制程工艺的发展史

芯片制造工艺从1995年起,芯片制造工艺0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、0.13μm,发展到90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、14nm,再到即将到来的10nm,7nm、5nm、3nm,芯片的制程工艺在不断发展,集成度不断提高。

提升芯片工艺制成的意义
提升芯片处理器的工艺制程拥有重大的意义。

可以在芯片内部集成更多的晶体管。
实现芯片的功能与性能的最大化。
实现晶圆原材料充分利用,制造出更多的芯片。
芯片为什么要越做越小
我们都知道一个指甲盖大小的芯片,内部却集成了成千上百亿个晶体管。要想实现集成更多的集成电路,同样工艺制成基础上,用的芯片面积越大,不仅发热高,而且与我们的设计理念不符。

那么在相同体积芯片上,既要提高性能又要减少功耗,那就只能提高工艺制程,集成更多的晶体管才能实现。

工艺越先进,晶圆的利用率也就越高,成本也就越低。


晶圆顾名思义,肯给是圆形的。我们只有在其上面切割的长方型越小,这样一块晶圆所能制造的芯片也就越多。从而减少晶圆的浪费。

良品率决定了芯片的大小,如果你的芯片越大,那么任何一点瑕疵就会浪费掉很大一块晶圆尺寸。相反,芯片体积越小,这个瑕疵在所有芯片中占用的体积减小,大大提升了晶圆的良品率,从而产生更多的合格芯片。

所以说,芯片制程工艺越高,实现的利益将最大化。

先进工艺制程需要先进设备

台积电、三星之所以能实现5nm芯片生产,其根本原因还是拥有阿斯麦尔(ASML)的5nmEUV光刻工艺的光刻机。

总结:芯片制程及当前科学技术的发展决定了芯片的体积越小越好,这样为实现其它功能提供了有效的空间。

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