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1nm,1扭力等于多少公斤

云知道公斤

1nm會(huì)是芯片的終點(diǎn)嗎？

1nm,1扭力等于多少公斤


文/小伊評(píng)科技當(dāng)然不是 。先來(lái)給大家科普一下“1nm是芯片終點(diǎn)”這個(gè)言論是怎么來(lái)的 。大家應(yīng)該都知道，一枚芯片內(nèi)部其實(shí)就是由數(shù)十億甚至數(shù)百億顆“晶體管”構(gòu)成的，而晶體管通俗來(lái)講就是一個(gè)又一個(gè)的電路開(kāi)關(guān)（處理器之所以能夠處理信息其實(shí)就是由這些開(kāi)關(guān)開(kāi)實(shí)現(xiàn)的，機(jī)器碼中采用二進(jìn)制的010101對(duì)應(yīng)的就是這些開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和關(guān)閉） 。
咱們所聽(tīng)到的諸如5nm，7nm工藝，本質(zhì)就是指這些晶體管中柵極的寬度（5nm工藝的晶體管柵級(jí)寬度就是5nm，7nm工藝就是7nm以此類(lèi)推）那么柵極的寬度越小，單位面積內(nèi)所能容納下的晶體管數(shù)量也就越多，而晶體管數(shù)量是衡量處理器性能的一個(gè)核心指標(biāo)，理論上來(lái)講晶體管越多，處理器的綜合性能也就越強(qiáng)，這一點(diǎn)應(yīng)該很好理解，畢竟人多力量大嗎，芯片也是一個(gè)道理 。
舉個(gè)例子，采用5nm工藝的麒麟9000的晶體管數(shù)量就達(dá)到了153億顆，而麒麟990只有103億顆，所以麒麟9000的性能就要比麒麟990強(qiáng)很多，這就是晶體管數(shù)量提升所帶來(lái)的結(jié)果 。另外，柵級(jí)的寬度越小，柵級(jí)之間的電容也就越低，電容降低也就意味著芯片的功耗會(huì)降低 。那么也就意味著芯片設(shè)計(jì)公司可以在功耗不變的情況下提高處理器的時(shí)鐘頻率（也就是主頻）而主頻的提升可以大幅度提高處理器的單核性能 。
所以處理器工藝的提升本質(zhì)上就是一個(gè)提高晶體管排列密度以及降低功耗的過(guò)程 。在聊清楚了芯片工藝提升的本質(zhì)，我們就來(lái)說(shuō)一說(shuō)“1nm工藝是芯片終點(diǎn)”這個(gè)說(shuō)法的由來(lái) 。根據(jù)前文所說(shuō)的知識(shí)我們可以知道，1nm的工藝，意味著晶體管中柵級(jí)的寬度只有1nm，而目前所有半導(dǎo)體芯片基本都是采用硅作為基礎(chǔ)材料，而硅最基礎(chǔ)的組成部分也就是硅原子的直徑為0.24納米 。
也就是說(shuō)，在1nm的工藝下，晶體管中柵極的寬度只有四個(gè)半硅原子那么大，非常非常薄 。在這種情況下，硅元素組成的柵極的電阻會(huì)無(wú)限趨近于0，那么既然都沒(méi)有電阻了，還怎么起到阻攔電子的作用呢？所以就很容易出現(xiàn)電涌以及電子擊穿的問(wèn)題（其實(shí)7nm工藝就已經(jīng)很明顯了）從而影響芯片的實(shí)際應(yīng)用 。所以，對(duì)于硅基單柵極芯片來(lái)說(shuō)，別說(shuō)1nm工藝了，2nm都是一個(gè)坎，3nm很有可能就是硅基芯片的終點(diǎn)了 。
這就是1nm工藝是芯片終點(diǎn)這個(gè)言論的由來(lái) 。但是大家要注意，這是結(jié)論針對(duì)的是硅基芯片 。但是能夠做芯片的半導(dǎo)體材料并不只有硅這一種，硅不行了，我們還可以換新的半導(dǎo)體材料 。譬如最新的就有二硫化鉬晶體管就是一個(gè)很好的選擇，因?yàn)槎蚧f晶體管對(duì)于電子的控制能力要強(qiáng)于硅，就算是在1nm的工藝下也能夠起到阻斷電子的目的，很適合拿來(lái)做硅的替代品 。
其他的其實(shí)還有很多，譬如碳基芯片，目前同樣也很火熱，同樣也是硅的一種良好的替代品 。其次我們還可以在柵極數(shù)量這個(gè)方面做文章，如下圖所示，我們還可以往其他方向面疊加?xùn)艠O，因?yàn)樘幚砥餍阅鼙举|(zhì)上就是看柵極的多少，這個(gè)技術(shù)在業(yè)界被稱(chēng)作Gate-All-Around FETs立體柵極技術(shù)，三星和臺(tái)積電已經(jīng)都在用了 。
【1nm,1扭力等于多少公斤】最后還有一個(gè)最簡(jiǎn)單的辦法那就是增加芯片的面積以及采用層疊的方式，這樣也能夠大大的增加晶體管的數(shù)量，從而提升芯片的性能，麒麟9000的板載面積就比麒麟990大不少，實(shí)在不行還可以外掛，大不了以后CPU，GPU以及基帶全都獨(dú)立出來(lái)，這樣就能減少功耗，蘋(píng)果A系列處理器不就是這么干的么？總之，1nm并不是芯片的終點(diǎn)，大家大可以放心了 。

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