
高通驍龍855、蘋果A13仿生芯片和華為的麒麟990等強大芯片組都有一些共同點。這三款芯片分別由高通、蘋果和華為設計,但實際上均由全球最大的獨立芯片代工公司臺積電制造。這三種工藝都是利用臺積電7nm工藝通過某些變化而制造的。7nm這個數字表示集成電路中可以容納多少個晶體管。工藝數越低,芯片內晶體管的數目就越高。在芯片中發現的晶體管越多,芯片的功率和能源效率就越高。這些元件中晶體管的數量會讓你大吃一驚;麒麟990內置5G調制解調器,內置103億個晶體管。
多年來, 集成電路中可以容納多少個晶體管 逐年增加。早在上世紀60年代,英特爾聯合創始人戈登?摩爾就發現,芯片內部的晶體管數量每年都在翻一番。在20世紀70年代,這個所謂的摩爾定律被修正了;這些元件中的晶體管數量每隔一年就會增加一倍。這個過程相當艱巨,但臺積電計劃明年開始生產5nm制程芯片。三星經營著的一家芯片制造商,明年也將生產5nm制程芯片。但在明年年初,三星將使用其7nm EUV工藝將尚未發布的驍龍865移動平臺從裝配線上撤出。EUV是極紫外光刻技術的縮寫,這種技術可以使芯片芯片的標記更加精確,從而容納更多的晶體管。
2021年由臺積電生產的驍龍875移動平臺,很可能是Android手機中發現的第一塊5nm芯片。至于蘋果的A14,臺積電很可能會采用5nm工藝來制造。2020年的iphone要到明年第三季度末才會發布。臺積電將在2021年前完成所有三個階段的生產后,每月將生產多達100萬晶圓 片 ,制成5納米芯片。
英特爾表示,它將“重新奪回工藝領先地位”
那么在5nm之后呢?我們已經聽說臺積電和三星都計劃生產3nm芯片。據報道,臺積電將于2023年開始使用的3nm制程設備已經開始施工。據報道,臺積電將斥資195億美元(約1300億元人民幣)在臺灣南部的科技園建設這些設施,占地超過74英畝。2019年初,臺積電首席執行官魏正昌表示,3nm芯片的開發進展順利。三星則計劃在2021-2022年期間,使用自己的下一代GAA 架構生產3nm芯片。根據Tom的硬件,三星的3nm制程密度不會像臺積電那樣高;這意味著三星在那個節點上的芯片不會像臺積電那樣在一個小空間里裝上那么多晶體管。
最近, 盡管英特爾剛剛開始生產10nm的Ice Lake-U移動處理器 ,但還是宣布了“奪回工藝領先地位”的計劃。英特爾首席執行官Bob Swan說:“我們正在加快進程節點引入的步伐,兩年或兩年半的時間來跟上節奏。我們的工藝技術和設計工程團隊正在密切合作,以降低工藝設計的復雜性,平衡進度、性能、功率和成本。” 因為它很難達到10nm制程所以要求英特爾真正彌補失去的時間。英特爾目前可能被認為落后臺積電和三星一年左右。相比之下,2018年的驍龍845移動平臺使用的就是是10nm工藝。
據稱,臺積電正考慮將晶體管垂直堆疊,作為在芯片內部封裝更多晶體管的一種方式。而且臺積電正在研究元素周期表,以尋找未來芯片封裝的材料。