20纳米芯片和7纳米芯片到底有啥区别？谁能解释一下？

发布网友 发布时间：2022-03-25 13:20

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懂视网 时间：2022-03-25 17:42

7纳米芯片的概念如下：

　　1、7nm的数值代表处理器的蚀刻尺寸；简单的讲，就是能够把一个单位的电晶体刻在多大尺寸的一块芯片上；手机处理器不同于一般的电脑处理器，一部手机中能够给它留下的尺寸是相当有限的；蚀刻尺寸越小，相同大小的处理器中拥有的计算单元也就越多，性能也就越强；

　　2、同时，先进的蚀刻技术还可以减小晶体管间电阻，让CPU所需的电压降低，从而使驱动它们所需要的功率也大幅度减小，有效降低功耗和发热量；因此，7纳米芯片不仅意味着尺寸面积更小，各方面的表现也会代际提升。

　　芯片是将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜（thin-film）集成电路；另有一种厚膜（thick-film）集成电路（hybrid integrated circuit）是由独立半导体设备和被动组件，集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。

热心网友 时间：2022-03-25 14:50

晶体管是芯片的最基本单元，它的响应速度快，准确性高，被用于各种各种的数字和模拟功能，包括放大、开关、稳压、信号调制和振荡器等等。几亿或者更多的晶体管集成电路可以封装在一个非常小得区域内，这就是芯片。

英特尔10nm芯片，每平方毫米有1.008亿个晶体管。1纳米相当于4倍原子大小，是一根头发丝直径的10万分之一，比单个细菌（5微米）长度还要小得多。

制造芯片和盖房子是差不多的，先由硅晶圆作为地基，往上一层层的堆叠电路和晶体管。

芯片制造常用栅极长度来描述芯片的工艺制程，nm数越小代表越先进。我们常说的14nm、12nm、10mm、7nm的芯片，nm就是指芯片的工艺制程，也就是芯片里面的晶体管的栅极长度。

通过电子显微镜观察、对比32nm和22nm平面晶体管。我们可以发现，nm数越小晶体管的栅极长度就越小，晶体管也就越小，单位面积内所能容纳的晶体管的数量也就越多。7nm比20nm的芯片工艺制程要先进，它能把晶体管的栅极长度做得更小，其结果就是晶体管的规模增大、频率提高、功耗下降。根据登德尔缩放比例定律：晶体管面积的缩小，使得其所消耗的电压以及电流会以差不多相同的比例缩小。

规模包括晶体管密度、栅极间距、最小金属间距等。频率和功耗对应指标主要包括栅极长度、鳍片高度等。

晶体管栅极长度缩小（或沟道长度缩小），那么源极与漏极之间距离就会缩小，电子仅需流动较短的距离就能够运行，从而可以增加晶体管开关切换频率，提升芯片工作频率，也可以减低内阻，降低导通电压，在相同工作频率下电压下降带来功耗降低。

晶体管变小后，可以缩小芯片的面积，提高芯片的良品率并降低成本，一块晶圆可以生产更多的芯片。晶体管密度提高，可以扩大芯片的晶体管规模，增加并行工作的单元或核心。

工艺提升对于芯片性能提升影响明显工艺提升带来晶体管规模的提升，芯片可以支持更加复杂的微架构或核心，带来架构的提升。同时，工艺的提升得芯片主频得以提升。

历年来先进制程都是先应用于旗舰级智能手机、个人电脑、服务器等。旗舰手机芯片一般走在制程前沿，最先进制程推出后即开始采用，新制程出现后向下转移，所以每当旗舰手机发布的时候除了手机的性能有所提升、功耗降低外，还有很多的黑科技，能实现更多的功能

很多人都进入了一个误区，认为较低的工艺制程并不能实现较先进工艺制程的功能。这个观念是错误的，实际的现实生活中，很多设备所需要的芯片并不要求很先进的工艺制程，芯片的本质还是大规模的集成电路小型化，而先进的工艺制程可以将晶体管、芯片做得更小。

举个例子：同一个芯片的设计图采用不同的工艺制程来制造，最终制造出来的芯片实现的功能本质上是没有差别的。至于先进制程带来的优点上面已经介绍了，就不做重复。

随着芯片的工艺制程无限接近原子的大小，量子隧穿效应就会变得极为容易，会产生较大的电流泄漏问题。登德尔缩放定律的失效以及随之而来的散热问题，单纯的通过减小栅极长度，提高芯片时钟频率变得越来越难，厂商也逐渐转而向低频多核架构的研究。
未来也许会有更加先进的芯片制造工艺出现。以上个人浅见，欢迎批评指正。认同我的看法，请点个赞再走，感谢！喜欢我的，请关注我，再次感谢！