芯片制造的极限在哪?或许没有人能给出准确答案。因为当台积电,三星攻破5nm工艺芯片的之后,很多人以为芯片制造已经到达了尽头。
可是联发科也发布了4nm芯片,未来将由台积电生产制造,高通也会带来4nm处理器。就在联发科发布4nm之后,关于2nm芯片的消息再次传来。发生了什么?未来能造出2nm芯片吗?
4nm之后,2nm也传来了消息
在芯片界,摩尔定律一直流传甚广。这是由英特尔创始人戈登摩尔提出的一种芯片现象,意思就是集成电路中可容纳晶体管数量每隔18个月就会增长一倍。换句话说,集成电路的可容纳晶体管会一直增长,性能和工艺制程能够持续突破。
关于摩尔定律,业内普遍认为已经到达极限,当芯片物理规则到达一定的临界点之后,集成电路可容纳晶体管数量将无法更进一步。
要么采用更先进,更高端的工艺技术去突破制程,要么把芯片面积增长,使得电子元器件的性能进一步增长。如果只局限于指甲盖大小尺寸的芯片,想要摆脱摩尔定律估计并不容易。
但台积电,三星这两家走在世界前沿的芯片制造巨头,一直在冲刺摩尔定律的极限。实现5nm芯片量产之后,在4nm也取得了建树。
芯片供应商联发科成功发布4nm天玑9000处理器,这款芯片将采用台积电4nm工艺制程。天玑9000的发布也再次证明了摩尔定律还在继续,至少5nm不是终点,4nm恐怕也不是。
在联发科发布4nm之后,美国巨头IBM传来消息,事关2nm芯片。
据11月25日消息显示,IBM发布了全球首个2nm芯片的宣传视频。IBM对其进行了介绍,称2nm芯片最小的元件比DNA单链还小,性能比7nm芯片提升了45%,功耗降低了75%。
除此之外,在指甲盖大小的芯片上可以容纳500亿根晶体管。其它的特点也十分显著,如大幅减少数据中心的碳排放量,提升电子设备的运行速度。相比搭载7nm芯片的手机,续航时间增加了4倍。
总之IBM的2nm芯片就是实现了全方位的提升,包括CPU、GPU、NPU等等,同时极大程度降低了功耗。
值得一提的是,IBM最早是在5月份官宣了2nm芯片的突破,彼时就引起了业内的广泛关注。这次IBM发布了2nm芯片的宣传视频,或许证明了IBM已经加快这方面技术突破。
那么IBM是什么来头?实现2nm芯片的突破是设计还是制造呢?还有2nm芯片能造出来吗?
2nm芯片能造出来吗?
IBM是全球瞩目的计算机公司,拥有世界上最好的信息技术和业务解决方案。对软件、硬件、服务器、计算机等业务都有很深入的部署。而芯片研发也是其部署未来的重要环节。
由此可见,IBM是实现了设计方面的2nm芯片突破,而非制造。如果IBM能制造出2nm芯片,估计全球芯片制造业都将发生翻天覆地的变化,美国也不必费尽心思邀请台积电赴美建厂,直接倾力培养IBM即可。
但即便是芯片设计也是非常强的,IBM需要对芯片进行全面的架构升级,其研发的2nm芯片采用了全球首创的架构。芯片自研能力恐怕达到了全球第一的水准,即便是高通、苹果、联发科都未能做到这一点。
设计是一方面,制造又是另外一方面了。如果芯片仅停留在设计阶段,就好比纸上谈兵,不切实际。问题在于,如此先进的2nm芯片能造出来吗?以目前的芯片制造技术最多实现4nm工艺的生产,暂时还无法攻克2nm芯片制造工艺。
即便是全球最先进的芯片制造商台积电,也仅仅实现联发科4nm芯片的生产制造,而且大规模量产还需要时间改善工艺,提升良率。
芯片制程必须按部就班,不可能跨越工艺时代。现在造不出,但不代表未来不行。按照台积电的计划,2nm工艺将在2025年进行量产。
在此之前,3nm会在2022年下半年量产。4nm到3nm都会区分低功耗版本和高性能版本,这点和5nm几乎是一样的。因此未来几年的芯片制程工艺会集中在4nm到3nm,并从低功耗版本向高性能版本推进,直到2025年探索2nm芯片量产。
台积电接下来的几代工艺路线图大致如此,既然台积电有相关规划,说明对工艺的迭代是有信心的,也许到2025年真的能造出2nm芯片。
写在最后
美国巨头IBM传来消息,事关2nm芯片,尽管只是实现了设计突破,但却给未来的芯片制造行业提供了更大的可能性。这一点来说,影响力都是十分深远的。
抛开国别,站在人类科技发展的角度,还是希望全球科技水平能早日到达2nm甚至是1nm的水平,那时,人类科技会迎来怎样的辉煌,值得期待。
对IBM的2nm你有什么看法呢?
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