用7纳米和90纳米工艺分别制成的元器件数目,及结构相同的两块芯片,性能差别大吗?比亚迪也开始研发7纳米芯片和光刻机,能不能超越老牌半导体企业

用7纳米和90纳米工艺分别制成的元器件数目,及结构相同的两块芯片,性能差别大吗?比亚迪也开始研发7纳米芯片和光刻机,能不能超越老牌半导体企业

比亚迪也开始研发7纳米芯片和光刻机,各厂商将逐步推动蓝牙芯片向7纳米甚至5纳米的制造工艺发展,7纳米不是大多数市场的要求,后来台积电把梁孟松跟三星告上国际法庭,并不是所有的芯片类型都对7纳米有强烈的需求,但是在手机以及半导体芯片制造上面,开发7纳米甚至5纳米的工艺技术呢,7纳米被认为是半导体技术的里程碑。

用7纳米和90纳米工艺分别制成的元器件数目,及结构相同的两块芯片,性能差别大吗

问这个问题的人大概是关心自主芯片和国际水平的差距。

7纳米是最新的技术,台积电刚刚宣布量产成功。

90纳米是当前国产光刻机的最高水平。如果不用进口的光刻机,我们只能生产90纳米的芯片。

像题主所说,除开制程的差别,芯片的电路完全一样。性能有差别吗?

功耗、散热、体积和重量等处于劣势。

在计算性能上无差别。

在可靠性上、成本上占有优势。

芯片的功能就是计算,靠电路执行控制软件的命令工作。对电流来说,每次运算多跑几十纳米的距离,影响可忽略不计。由于晶体管电路结构完全相同,运算效率是一样的。故计算性能上无差别。计算性能是芯片的主要功能。在芯片受限的情况下,中国、俄罗斯都能生产高端军用电子元器件。

制程大的情况下,电阻大,导致功耗高,热量大,这是必然。同时体积和重量也显著增加。在有些场景的应用就受限,比如手机。在军事领域,如坦克上的芯片,重量增加几克,影响微乎其微。如果是导弹上、卫星上,重量增加几克,再考虑电源、散热,影响就要大一些。如果是微型电子侦查设备,影响就更大。

制程大,加工要求低,生产成本就第。单个晶体管和电路大,加工中的瑕疵影响就小,故可靠性要高。

比亚迪也开始研发7纳米芯片和光刻机,能不能超越老牌半导体企业

荷兰的ASML公司,曾经公开对中国半导体企业喊话:即便给你们完整图纸,你们也造不出光刻机。

比亚迪虽然是个车企,但是在产业链代工上面,比亚迪的工厂业务非常广泛。包括我们大众平常使用的智能手机,不管是华为、小米还是三星、苹果,比亚迪都参与过组装。在手机零件代工上面,比亚迪仅次于富士康。

比亚迪老总王传福,曾接受采访表示:我们有成熟、完善的智能手机生产链,我们的客户有华为、摩托罗拉、苹果等,做手机对于我们而言不是难事。

在产业链的整合上面,比亚迪的能力在国内数一数二。可是比亚迪在汽车领域,有着自家的看门技术,但是在手机以及半导体芯片制造上面,比亚迪暂时只能摸到门面,还没有入门。

在半导体制造上面,并不是投入钱和时间就可以完成的事情,最起码要符合两个特点:

1、有技术人员进行领导发展。

2、和全球产业链达成合作。

目前主流的半导体制造公司,就是台积电、三星、中芯国际这三家。最开始的时候,台积电的工艺领先其他两家,后来三星挖到了一名台积电的主心骨工程师,直接在制程工艺上面反超了台积电。

紧接着台积电以技术专利作为借口,把三星半导体跟这名工程师一起告上了国际法庭。最终台积电胜诉,把这名工程师逼出了三星。

最后,这位工程师加入了中芯国际,并一直工作到现在。

说到这里,很多人应该都知道这位工程师是谁了,他就是梁孟松。

梁孟松是半导体制造行业的技术先驱,他一个人,可以改变世界半导体制造的格局。

他在大学毕业之后,先去到了AMD工作,后来又加入了台积电。带领着台积电在45nm以及40nm的工艺技术上面领跑同行,让台积电站稳了半导体制造大厂的地位。

后来他跟台积电的高管们产生了分歧,辞去了台积电的工作,加入了三星半导体公司。梁孟松加入三星之后,直接跨过20nm的工艺节点,发展14nm制程工艺。经过了一两年的发展,三星的14nm工艺成功量产商用,直接超过了当时16nm没有完善的台积电。

工艺上面的领先,让三星以技术碾压性的优势超过台积电,拿下了仿生芯片跟骁龙芯片的大批量订单,三星半导体获得了巨大利润。

后来台积电把梁孟松跟三星告上国际法庭,最终台积电胜诉,梁孟松离开了三星。离开三星之后,中芯国际找他进行洽谈合作,经过再三思索,梁孟松加入了中芯国际。

在他加入中芯的时候,中芯的工艺技术非常落后,世界主流水平已经是10nm了,而中芯国际还停留在良品率不高的28nm。梁孟松带领着团队,再现了当年三星越级发展技术的画面。

经过3年发展,中芯国际的14nm成功量产,良品率高达95%以上。紧接着中芯国际就开始进攻7nm以及5nm工艺节点,对于28nm这种老旧工艺,梁孟松也在逐渐开始发展去美化。

想要发展先进制程工艺,绕不开的设备就是高精度EUV光刻机。荷兰asml公司出品的光刻机,是目前全球最先进的仪器。能达到7nm及以下工艺的设备,现在只有asml公司的设备可以达到。

我国最先进的光刻机,就是上海微电子的90nm光刻机,虽然有消息说上微有28nm的设备,但是现在并没有正式公开发布,暂时不算。

很多人会认为,asml公司的光刻机是自主生产的产品。其实这样的想法是错误的,光刻机的零部件高达几十万个,需要从全球数十个国家进行采购,少一个零部件,这台设备就无法生产出来。

这也就来到了我刚才提到的第二个特点,需要跟全球产业链达成合作。

暂且不说比亚迪能不能研发出7nm芯片,单说光刻机这个设备,如果比亚迪打算生产光刻机,必须跟其他国家进行产业链合作,想要靠自家公司的能力研发出设备,这个可能性为0。

至于能不能超越老牌半导体企业这个问题,我想大家心里面应该有答案了。

不是说我国的企业不能超过欧美国家,而是我们应该根据市场发展看待问题。如果不考虑市场因素,只是在纸上谈兵,那么对我们的技术发展没有任何推动作用,甚至还会出现倒退的情况。

芯片14纳米与7纳米相比,是不是芯片大一点,性能差不太多呢

14纳米芯片已经够用,为什么要研发7纳米?原因已正式确认

目前半导体行业,并不是所有的芯片类型都对7纳米有强烈的需求。14纳米芯片已经够用,为什么要研发7纳米?除了普通的吃瓜者,业内一些人也提出了这个问题。许多人认为,对于许多产品来说,14纳米甚至28纳米就足够了。毕竟,7纳米不是大多数市场的要求。

那么,为什么芯片公司要花费更多的成本和精力,开发7纳米甚至5纳米的工艺技术呢?7纳米被认为是半导体技术的里程碑,7纳米技术具有许多优点,如可以将产品面积减少近一半,芯片性能提高10%,能耗降低40%。

展望未来,随着5G和人工智能技术的发展,5G智能终端、虚拟现实、可穿戴设备、区块链、人工智能等产品的成熟应用,将对芯片性能、能耗和计算能力提出更高的要求。为了抓住市场机遇,芯片制造商迫不及待地推出了自己的7纳米芯片或处理器。

另一方面,芯片制程的发展也给传统市场带来了革命性的颠覆,例如,苹果公司因为AirPods迎来第二次黄金时代。去年10月,苹果发布了新的具有降噪功能的无线耳机——AirPods Pro,在中国售价高达1999元,虽然价格非常昂贵,但是AirPods Pro在全球市场上经常卖缺货。

目前,苹果TWS耳机已经占据了50%以上的市场,无线耳机已经成为苹果增长最快的产品线。一些内部人士预测,苹果未来无线耳机的销量可能会达到苹果手机的水平,每年约有2亿部。只靠一种产品——AirPods,预计明年将为苹果公司带来200亿美元的收入。根据20倍硬件公司的市盈率,如果苹果将AirPods项目分开上市,它的收入和利润就能支撑万亿的市值。

苹果无线耳机能够“逆风翻转”,是由于AirPods搭载了一款名为H1的芯片,这也是苹果为耳机产品开发的第一款芯片组,采用了先进制程工艺。当前,其他制造商使用的大多数蓝牙芯片工艺都集中在28纳米到12纳米之间。随着市场需求驱动的蓝牙芯片制造工艺的发展,未来,为了在更小的芯片中集成更多的功能和应用,各厂商将逐步推动蓝牙芯片向7纳米甚至5纳米的制造工艺发展。

中芯国际也很清楚这一趋势,所以也向先进制程工艺靠拢,并在2018年订购了EUV光刻机,为更低的制程工艺做准备。据说这个制程工艺就是7纳米。

7纳米制程不仅隐藏了巨大的商机,也给制造商带来了新的挑战,因为7纳米工艺将采用新的EUV技术,传统的光刻机将无法正常运行。美国竭力全力,阻止光刻机出口到中国,目的就是阻止以中芯国际为代表的晶圆厂进入14纳米以下的先进制造工艺。

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