一、芯片制造工艺
芯片的加工技术从传统的平面晶体管发展到立体晶体管,纳米技术使得芯片中的标准单元更小,增强运算效率、降低耗电量以满足轻薄的移动需求。
目前芯片芯片的制造工艺常常用90nm、65nm、40nm、 28nm、22nm、14nm来表示,目前已达到7nm。
这两个数字的究竟意义为何,指的又是哪个部位?而在缩小制程后又将来带来什么好处与难题?
以下将做简单的说明。纳米制程是什么,以提7nm为例,其制程是指在芯片中,线宽最小可以做到7nm的尺寸,7nm是什么概念,在数学上,1nm=0.000000001m。用尺量可以得知指甲的厚度约为0.0001m(0.1mm),也就是说试着把一片指甲的侧面切成10万条线,每条线就约等同于1nm,由此可略为想像得到1nm是何等的微小了。但是,制程并不能无限制的缩小,当我们将标 准单元缩小到20nm左右时,就会遇到量子物理中的问题,让标准单元有漏电的现象,
二、为什么要不断缩短尺寸
现在的CPU内集成了以亿为单位的晶体管,这种晶体管由源极、漏极和位于他们之间的栅极所组成,电流从源极流入漏极,栅极则起到控制电流通断的作用。 而所谓的XXnm其实指的是,CPU芯片上形成的互补氧化物金属半导体场效应晶体管栅极的宽度,也被称为栅长。栅长越短,则可以在相同尺则可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶体管。
缩短晶体管栅极的长度可以使CPU集成更多的晶体管或者有效减少晶体管的面积和功耗,并削减 CPU的硅片成本。
三、晶圆加工
对于晶圆的加工,全世界能做的厂家以及公司屈指可数,其中为我们很多人所知的莫过于台湾的台积电,作为全球纯晶圆代工行业的领头羊,目前也在不遗余力往3nm制程发展,甚至1nm,但是1nm是否已经是到底物理极限,漏电问题是否能够很好的解决,这很多的考验问题。
全球主要纯晶圆代工厂商有台积电(TSMC)、格罗方德(Global Foundries)、联电(UMC)和中芯国际(SMIC)等。