7 nm挑戰(zhàn)的是工藝制程，為什么不直接用加大芯片體積去彌補(bǔ)？為了實(shí)現(xiàn)功能，增加芯片面積往往是無(wú)奈之舉。增加芯片面積往往會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：而且兩者都有很大的影響。成本當(dāng)掩模完成，芯片投入批量生產(chǎn)時(shí)，由于成

7 nm挑戰(zhàn)的是工藝制程，為什么不直接用加大芯片體積去彌補(bǔ)？

為了實(shí)現(xiàn)功能，增加芯片面積往往是無(wú)奈之舉。增加芯片面積往往會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：

而且兩者都有很大的影響。

成本

當(dāng)掩模完成，芯片投入批量生產(chǎn)時(shí)，由于成品率問(wèn)題，單個(gè)芯片的成本與面積不成正比，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于面積比。換言之，如果面積翻番，成本將是原來(lái)的兩倍多，可能是原來(lái)的三倍甚至四倍。

當(dāng)然，成本隨流程而變化。畢竟，舊設(shè)備總是比新設(shè)備便宜。然而，對(duì)于芯片的大規(guī)模生產(chǎn)，新工藝仍將帶來(lái)顯著的成本降低（在功能相同的情況下）。當(dāng)然，使用舊工藝意味著單個(gè)芯片的成本將增加。

耗電量

熱值完全由耗電量決定，所以我們把耗電量和加熱量結(jié)合起來(lái)。

簡(jiǎn)而言之，技術(shù)越先進(jìn)，晶體管越小（實(shí)際上是MOS晶體管）；晶體管越小，功耗越低。完成相同功能所需的晶體管可以看作是相同的，因此晶體管越小，功耗越低。

其實(shí)沒(méi)那么嚴(yán)重

看來(lái)7Nm工藝比14nm工藝好多了，不是嗎？事實(shí)上，它并沒(méi)有字面上那么糟糕。以芯片制造的早期階段為例，0.5μm是1μm的兩倍，但在幾納米的水平上，并沒(méi)有這么大的差距。主要原因是，在這個(gè)水平：

讓我們這樣說(shuō)，7Nm肯定比14nm好，但不是那么多。頻率、晶體管數(shù)量和功耗與設(shè)計(jì)密切相關(guān)。只要能提高設(shè)計(jì)水平，即使在14nm處，仍有很大的潛力有待挖掘。

16年前，intel能夠在130nm工藝中制造3.4GHz P4，可以說(shuō)是挖掘了當(dāng)時(shí)工藝的潛力。

我們主要工廠的設(shè)計(jì)是否達(dá)到16年前的英特爾水平？也就是說(shuō)，僅僅依靠富強(qiáng)，依靠外部工藝升級(jí)和自身設(shè)計(jì)水平?jīng)]有多大提高？

為什么原來(lái)說(shuō)7nm是半導(dǎo)體工藝的極限，但現(xiàn)在又被突破了？

具體來(lái)說(shuō)，7Nm極限是半導(dǎo)體FinFET工藝下的物理極限，而相對(duì)的意義是，每當(dāng)遇到瓶頸時(shí)，行業(yè)都會(huì)引入新的材料或結(jié)構(gòu)來(lái)克服傳統(tǒng)工藝的限制。

十年前，我們達(dá)到了65nm的技術(shù)極限。將HKMG引入工業(yè)，用高k介質(zhì)代替二氧化硅。

五年前，我們達(dá)到了22nm的技術(shù)極限。工業(yè)界發(fā)明了FinFET和fd-soi。前者采用三維結(jié)構(gòu)代替平面器件以提高柵控能力，后者采用氧化物埋層以減少漏電流。

現(xiàn)在7Nm是新的工藝極限。在工業(yè)上，用InGaAs代替硅溝道來(lái)提高器件性能。

當(dāng)然，這是驚人的成本。每一代流程的復(fù)雜性和成本都在上升?，F(xiàn)在只剩下英特爾、臺(tái)積電、三星和全球鑄造廠來(lái)支持最先進(jìn)的工藝制造。

華為芯片不能在中國(guó)公司可代工的制程14nm工藝上提高性能嗎？

14nm也是中國(guó)大陸制造的。

中芯國(guó)際的14nm生產(chǎn)線仍然包含了大量美國(guó)技術(shù)（至少目前是這樣，以后是否會(huì)被替換將不在這里討論）。但早些時(shí)候，有人說(shuō)，一家企業(yè)正在使其生產(chǎn)線非美國(guó)化，并正在開(kāi)發(fā)更高級(jí)的制造工藝。

在同一區(qū)域放置更多的晶體管將提高芯片性能，降低整體功耗和散熱壓力，這是工藝升級(jí)的意義。如果保持在14nm，要不斷提高性能，就必須增加芯片的尺寸，這就帶來(lái)了主板空間占用和功耗的問(wèn)題。這些問(wèn)題的后果是手機(jī)的發(fā)熱越來(lái)越嚴(yán)重，電池壽命越來(lái)越短，這些都是我們必須面對(duì)的問(wèn)題。如上所述，正是這些問(wèn)題推動(dòng)了制造工藝的不斷發(fā)展。英特爾的核心處理器比手機(jī)處理器更不急于處理，因?yàn)楣暮蜕岵皇荘C的痛點(diǎn)

手機(jī)是消費(fèi)者用真金白銀購(gòu)買(mǎi)的工具。如果一個(gè)品牌的產(chǎn)品體驗(yàn)越來(lái)越差，只會(huì)砸自己的品牌。

綜上所述，華為堅(jiān)持14nm并非明智和可持續(xù)的選擇。

再多說(shuō)幾句：只有中國(guó)人掌握了從工業(yè)設(shè)計(jì)軟件到芯片生產(chǎn)線的全過(guò)程技術(shù)，才能不被美國(guó)人扼殺。未來(lái)，碳基等新技術(shù)在芯片制造領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的發(fā)展前景。

我希望中國(guó)人民能夠扎根南泥灣，通過(guò)自己的努力在塞北開(kāi)辟一個(gè)美好的江南！