为什么cpu制程工艺非要追求7nm、5nm甚至2nm,为什么要追求这么小?


有一个困扰了很久的问题,就是CPU制程工艺追求这么小的原因以及CPU制程小有什么好处呢?

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D之王

2020-08-12 15:19:30

现在我来回答一下题主的问题。

首先说说CPU制程工艺追求这么小的原因,现在高端芯片在制作的过程中要求制程工艺越来越小了已是不争的事实,自从上个世纪70年代至今,芯片在面积上在不断地减小,但是每种芯片中所包含的晶体管数量却在以每1.5年增长一倍的速度增长着。

这说明在芯片的尺寸不断减小的情况下,而芯片的性能和功能又在不断地提高,这就要在有限的芯片尺寸里集成更多的半导体晶体管,唯一的办法就是在制造工艺上不断地改进,那么减小制造线程是增加晶体管数量的有效途径之一。

只有制造工艺的制程减小了才能容得下更多的半导体晶体管。而芯片里晶体管集成数量的多少决定了芯片的许多性能,比如以CPU为例,当CPU里的晶体管数量增多的情况下,我们根据著名的摩尔定律可以知道,CPU的性能就会得到大幅度提高;

比如CPU的运算处理速度会提高、功耗会下降,而这些都是作为芯片最重要的参数,它们决定这产品的竞争力,因此CPU制造商都会千方百计地减小制程,从以前的微米线程到几百纳米线程,再从几十纳米一直到前些年的十几纳米,最后再到现在的几纳米。人们在无休止地减小芯片制程。

刚才说了一下CPU制程小可以增加芯片里的MOS半导体晶体管的数量,提高它的运算处理速度外,还可以降低功耗。另一方面CPU的制程小提高了集成度,也就减小了寄生电容的产生,使芯片的工作稳定性更高,同时芯片的发热量也会减小许多。这一点从我们使用的电子产品中就可以体现出来,芯片的集成度的提高,使它能高频、高速、低功耗更加稳定地运行。

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