芯片的種類太多了,包括CPU、GPU、MCU、Soc、ASIC、FGPA等等。
而目前芯片工藝也多種多樣,僅從工藝來分,就有2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、10nm、14nm、16nm……
那么問題就來了,這些不同的工藝主要對應著制造哪一些芯片?
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先上一張圖,這是目前<=2nm級別,以及3-5nm的芯片,主要是哪一些,2-5nm工藝是當前技術最先進,最前沿的芯片工藝,也是目前我們還沒有掌握的工藝。
可以看到主要是AI、CPU、Soc、GPU、ASIC等,其實這些芯片主要就是當前最前沿的,需要高性能,高算力,需要高集成度的芯片。
并且主要用于手機、電腦、數據中心、汽車這么幾大領域,其它的領域并不那么的需要這么高工藝的芯片。
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我們接著看5nm之上的工藝,主要制造的是哪一些類型的芯片,這一塊主要是7nm—65nm這一些主流工藝。
可以看到,6-18nm主要考慮的性能、功耗與成本的平衡,也主要是手機Soc、CPU、GPU、數據中心、基帶芯片,AI、FPGA等。
這一部分,其實與2-5nm的芯片有一些和重合,只不過2-5nm更多應用于高端產品,而6-18nm這些,就算是同類芯片,也更多應用于中、低端產品,所以要考慮成本,不會采用最先進的,昂貴的工藝。
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而到了20nm及以上工藝時,考慮的就完全不一樣了,在乎的不會再是性能、功耗這些了,而在乎的卻是成本、和可靠性。
因為工藝相對越落后,晶體管密度越低,那么價格也會越便宜,性能也會差一些。
但相對的,這些相對落后的工藝制造出來的芯片,卻可靠性好一些,因為晶體管密度低,功耗雖然大一些,集成度卻低一些,相對應的穩定性更強一些,更為可靠。
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前面已經提到過,目前我們實現的工藝是7nm的水平,再往下的技術暫時還沒有掌握,就算掌握了,良率還較低,無法大規模商業化量產。
所以對照這張表來看,我們目前無法制造的芯片,主要主是用于高性能、高算力的最先進的Soc、CPU、GPU、AI這些芯片了。
但這些芯片,也不是沒有辦法,我們可以用7nm及以上的工藝來替代,只是相對而言,功耗會大一點,體積也會大一點,集成度沒那么高,但并不是不可取代。
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數據顯示,當能夠制造7nm芯片時,意味著全球85%以上的芯片都可以制造,只有少量的15%左右的芯片無法制造。
所以說,目前芯片幾乎已經卡不住我們的脖子了,正如任正非所言,我們可以用“數學補物理、非摩爾補摩爾、群計算補單芯片”的方案,用集群、堆疊等方式,實現性能上的提高,一樣可以達到國外頂尖的水平。
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