為什麼手機晶片工藝可以7nm,而電腦cpu只能14nm?

  • 作者:由 匿名使用者 發表于 攝影
  • 2022-08-23

為什麼手機晶片工藝可以7nm,而電腦cpu只能14nm?伊彩緣17 2022-06-23

這個問題確實是太混淆視聽了,必須說說,因為電腦CPU基本上英特爾占主導地位,它也曾是世界上最大的半導體公司,現在的第二大,它的CPU研發製造技術至少在現在還是獨步天下,所以面對題主的問題:

1、你必須相信英特爾,至少現在是

2、當有人說我的工藝達到7nm,而電腦CPU還只用14nm時,請參閱第一條

為什麼這麼說,因為現在所謂的製程數字已經變成了一場營銷的手段,所謂“7nm”營銷標籤與英特爾的“10nm”也就名稱不同而已,電晶體的物理尺寸其實在相同的範圍內,實際的區別在於看誰更不要臉。比如Global Foundries(GF,就是給AMD生產CPU的那家)最近稱,他們新的7nm製程其實和英特爾10nm製程差不多。

咱們也不憑空亂說,上面是英特爾公佈14nm電晶體的資料,它的柵極寬度為42nm,而同期三星的14nm製程柵極寬度為48nm,TSMC(臺積電)的16nm製程為45nm,如果稍講究點,英特爾的製程叫14nm的話,三星的應該叫16nm,但它偏偏也要叫14nm,誰讓這沒有什麼強制標準要遵循呢。

實際區別遠不止此,看最終的電晶體面積就好了,在1um^2的面積上,英特爾14nm電晶體可以擺上101個,三星14nm電晶體只能擺75個,TSMC的16nm電晶體能擺上81個。

所以,你現在能懂了嗎? 它說7nm不代表它真的就是7nm 。

英特爾將在明年量產10nm的產品,而它的水平可能與7nm相差無幾,即使如此,你還是要相信英特爾更好。

首先對於半導體工藝而言,不同廠商的工藝標稱都存在差異,一定程度上已經成了一場數字 遊戲 競賽,英特爾CPU現在使用的14nm工藝在許多引數指標上並不弱於臺積電7nm工藝,而同樣是7nm工藝的情況下,臺積電比三星的還要好一些,所以各家代工廠都想透過半導體數字競賽來提升自家工藝的吸引力,從而爭取到更多客戶,因為大部分人根本不懂其中具體的含義。

業界半導體工藝最先進的還是英特爾,先不說英特爾這幾年在10nm工藝上遇到了麻煩,即使是英特爾能製造7nm工藝處理器也沒有多餘的產能可以代工,畢竟自家的CPU需求量很大,能滿足自給自足就很不容易了。所以對於最先進的7nm工藝業界只有臺積電和三星有能力代工製造,而手機對晶片的體積和功耗尤其敏感,自然都願意使用最先進的工藝來製造。

先進工藝的價格會更貴,臺積電7nm工藝無論是代工費還是研發費都比14nm高很多,也就是說廠商如果想要使用7nm工藝製造肯定要付出更多的成本,但是考慮到7nm工藝帶來的效能提升和功耗降低,所以即使成本提高也能帶來巨大的效益,不管是高通驍龍855還是華為麒麟980,很大程度上都是因為使用了7nm工藝而獲得了巨大提升,產品的銷量也因此而提高。

手機晶片相對電腦晶片小很多,所以在同樣尺寸的晶圓下可以製造出更多的晶片,加上龐大的手機需求量,新工藝的成本分攤相對更便宜一些,而電腦芯片面積大得多,如果使用最新的工藝生產難免會提高不少成本,隨著PC市場的成熟,晶片需求量也比手機少太多,所以這幾年電腦CPU的工藝一直在14nm,但是從今年開始7nm工藝的CPU就會陸續推出。

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因為英特爾太老實了!

我們看到臺積電和三星代工的晶片採用7nm製程工藝了。製程工藝的奈米數越小是越好的,因為發熱控制、耗電都更好的控制,同樣的位置能夠容納更多的電晶體。

表面上看7nm比10nm先進,10nm比14nm先進,這裡指向的是線寬,但是晶片實在太過複雜了,不是一個線寬所能代表了。英特爾用來衡量半導體工藝的重要指標是電晶體密度。是的!電晶體的密度!英特爾的10nm的工藝是媲美三星和臺積電的7nm工藝的。

英特爾的14nm工藝也是相當不錯餓,英特爾雖然直到現在都在縫縫補補14nm工藝,但是與其他家對比優勢明顯,電晶體密度是20nm工藝的134%。

所以,三星和臺積電的7nm甚至不及英特爾的10nm工藝,或者說英特爾的10nm工藝稍微好一點點。

但是問題也來了,英特爾的10nm工藝不知道什麼時候能夠量產,臺積電的7nm工藝開始量產,三星將會再年尾跟進。所以,英特爾還是有一定壓力的。

晶片採用什麼樣的製程,主要取決於需求。

晶片製程小帶來的好處:

一般來講, 晶片的製程越小,電阻越小、耗能越低,晶片工作時產生的熱量越少,越省電。

晶片製程小帶來的問題:

晶片製程越小,要求的製造工藝越高,製造成本越高。

隨著智慧手機的普及,應用功能越來越多,消費者對手機的效能要求越來越高。消費者想要運算能力更強,執行程式流暢,重量更強,待機時間更長的手機。這就需要晶片製程要小。

可見,手機晶片對製程的變小更迫切。希望更小、更省電、更散熱。

而電腦CPU,電腦體積很大,對晶片體積縮小、耗電等效能指標需求不迫切。更注重運算能力指標。現在14奈米的晶片,對膝上型電腦來說已經足夠小,足夠省電了。

晶片製程和運算能力不是一個概念。

運算能力的強弱和晶片架構直接相關。

手機上的7奈米晶片,運算速度不一定勝得過電腦上的14奈米晶片。

因為手機晶片核心是高通和三星出的,而電腦晶片核心是intel出的,二者是不同公司,而且手機要越來越小,越來越超長待機,但是電腦對於螢幕大小不會這麼在意,所以intel目前並沒有推出7nm的產品。

一、7nm晶片工藝是什麼?

7nm和14nm 主要是在處理器上進行蝕刻的大小,如果蝕刻越小就可以在處理器上放入比之前更多的計算單元,晶片效能就會越高,所以7nm工藝原則上放入計算單元更多,效能也就更強,而手機螢幕相對有限,所以對cpu要求比較高。

二、晶片14nm只是叫法,就像每個手機都說自己人全面屏

晶片7nm還是17nm只是叫法而已,很多企業亂叫,比如Intel公佈14nm電晶體的資料,它的柵極寬度為42nm,但是三星的14nm製程柵極寬度為48nm,臺積電的的16nm製程為45nm,本來三星應該叫16nm,但是他非要叫14nm。

而這個製程主要是大小,例如在1um^2的面積上,14nm電晶體intel可以擺上101個,三星只能擺75個,T臺積電電晶體能擺上81個。

所以大家能看明白14nm還是16nm的影響了嗎?其實並不大,intel14nm在其他廠商都可以叫10nm了。

三、電腦14nm晶片效能遠超手機晶片

電腦14nm晶片是目前最好水平,因為電腦處理運算的要求比手機強很多,所以電腦晶片17nm晶片肯定遠超手機7nm效能。

四、電腦目前並不太需要7nm

電腦對於螢幕的要求並沒有手機那麼高,所以其實對晶片大小要求不高,這也是為什麼龍頭企業因特爾沒有推出7nm的原因,手機晶片競爭激烈,大家都要搶效能,所以高通今年推出7nm晶片。

不是電腦CPU只能14nm工藝,是因為英特爾還沒有搞定10nm工藝,如果英特爾搞定了7nm工藝,那肯定會有7nm工藝的CPU上市

看起來這個題目已經有非常長時間了,我還是來湊熱鬧的回答一下吧。

多少奈米這個指的是線寬,越細的寬度,可以容納的也就越多,但是不是說14奈米就一定會比7奈米更加的差。主要還是取決於你對於這個晶片所做的內容是否符合需求?手機希望的事處理能力強的同時,可以有更小的體積,更省電,使得其效能和續航都能夠達到最巔峰的狀態。

但是PC端的14奈米和手機端的晶片完全不一樣,大小可以容納的和可以處理的東西也都是完全不一樣的。現在這個階段Amd也有5奈米的cpu了,但是在使用體驗上,並沒有比英特爾的14奈米強多少。最終使用者還是要看使用體驗和價效比的。

另外說一下,英特爾這麼多年了,牙膏廠不是白叫的。

目前電腦CPU已經達到10nm了,並且這個10nm不會比手機的7nm差。

一、臺積電的工藝製程不一定是真的,臺積電自己都承認所謂的7nm只是數字 遊戲

其實關於臺積電的所謂7nm,5nm什麼的,一直以來就有人質疑是不是真的,而在去年,臺積電研發負責人、技術研究副總經理黃漢森終於不再回避這個製程問題,他直言不諱的稱“現在描述工藝水平的XXnm說法已經不科學了,因為它與電晶體柵極已經不是絕對相關了。製程節點已經變成了一種營銷 遊戲 ,與 科技 本身的特性沒什麼關係了。”

這是什麼意思?也就是所謂的7nm、5nm其實已經不能代表是真正的製程了,而只是一種數字 遊戲 ,只是營銷需要造成的。

而在英特爾,關於晶片製程,有另外一套計算方法,不完全是靠什麼7nm、10nm這樣的製造來描述的,而是按照電晶體的密度指標來的。

Intel在2018年打造的首款10nm工藝的CPU來看,其邏輯電晶體密度達到了當時驚人的100。76MTr/mm²,也就是每平方毫米內包含超過1億個電晶體。而臺積電的7nm的晶片,也就達到這個水平,從另外一方面而言,臺積電的7nm,其實水平也就和英特爾的10nm差不多。

再看看上面的intel的14nm技術,明顯電晶體密度也是高於其它廠商的製程的,可見只有英特爾的製程是沒有太多水份的,其它廠商的製程其實是有水份的。

二、基於這個邏輯,不同廠商之間,其實只看製造沒有意義的

基於上面的分析,其實可以得出一個結論,那就是不同的廠商之間,純粹看製程是沒有意義的,因為不管是三星,還是臺積電,還是英特爾,大家對製程的定義是不一樣的。

大家的指標不一樣,臺積電同工藝的電晶體密度比不上Intel甚至三星,看電晶體密度,英特爾最強,但大家更喜歡看所謂的製程,所以才有了今天不斷前進的工藝。

至於最後究竟誰強誰弱,又誰管呢?臺積電訂單都接不完,管你說它是真還是假,再說了手機晶片和電腦CPU又不一樣,怎麼能這麼對比呢?明顯電腦CPU強太多了,頻率更高,計算能力更強啊。

這個問題本身可以說是一個偽命題!

手機晶片的7nm工藝可以說是三星和臺積電玩的一個文字 遊戲 ,現代智慧手機的SoC是包括CPU、GPU、基帶、ISP、USB控制器、磁碟控制器、GPS、音效卡等多種模組在內的一體晶片,決定製程的是晶圓技術,而現在手機SoC的製程遠遠沒有達到7nm!

當前最先進還是英特爾的10mn。所謂的7nm製程,只是廠商的自我安慰

2015年,半導體行業就宣告踏入14nm的時代,而手機cpu在2014年還用著28nm和20nm的cpu,而英特爾在2012年就量產了22/20nm,這就表明在cpu製造領域,英特爾是領先的存在!

並且 手機SoC製程實際上遠也未達到7nm ,7nm只是三星和臺積電的宣傳噱頭,是雙方為了爭奪對手的客戶自己命名的,所謂7nm估計也就是英特爾14nm水平,目前製程最先進的依然是 英特爾的14nm工藝和即將量產的10nm 。

而且,電腦cpu的核心面積大,功率也要比手機大很多,如果做成7nm的話,散熱問題就非常難解決了,畢竟 電晶體小了,核心面積更小,散熱問題當然會更大 ,對製造要求也更高。如果說,手機是精簡指令集,那麼電腦就是複雜指令集,手機晶片相對於電腦CPU來說就是簡單的重複的電晶體堆砌,而在製作中越簡單重複的晶片,越容易做的更加精簡!

所以說, 不是說手機晶片工藝可以7nm,而電腦cpu只能14nm。 而是, 手機晶片的7nm工藝現在還是不存在的,至少當前市場上的7nm晶片是名不符實的, 不能某些人說它是7nm工藝,你就真的以為它是這麼多,畢竟當英特爾用22nm時,其他一眾都在用28nm,沒道理一下子就被超出一大截!

其實嚴格按照英特爾的標準來說,現在的手機的7nm比電腦的14nm是好不了多少,甚至還有所不及,估計等到英特爾的10nm量產後, 現在所謂的7nm就上不了檯面了!

電腦CPU同樣可以用7nm,甚至5nm的工藝

電腦的CPU和手機SoC晶片使用的架構不同,應用場景也不一樣。主流的電腦CPU基本上給英特爾和AMD壟斷,它們使用的都是X86的架構;能夠設計高階手機SoC晶片的有蘋果、高通、華為、三星、聯發科等,但它們使用的都是ARM的架構,需要獲得ARM公司的授權。電腦CPU以效能為主,它的尺寸可以較大,也允許它有更多一些的能耗。老大哥英特爾(Intel)的CPU是自己的晶片工廠生產的,2005使用的是45nm工藝,基本上保持著每兩年升級一次生產工藝的節奏,目前已經進化到了14nm,正在往10nm推進,以後同樣會出現7nm、5nm工藝的CPU。

電腦CPU為什麼是14nm工藝

首先電腦CPU缺少競爭,英特爾(Intel)是老大,AMD是老二,老二也追不上老大。每一代CPU的研發投入都是巨大的,必須要獲取足夠的回報,目前英特爾(Intel)正在發展10nm的工藝,每一項密度指標都領先於競爭對手。即使使用14nm工藝設計和生產CPU,英特爾(Intel)都可以保持該領域的領先,都可以賺得盆滿缽滿,你說他何必急於推出更先進的10nm或者7nm工藝製程的CPU呢?只需要保持節奏就可以了!

手機SoC晶片工藝為什麼這麼快去到7nm?

首先手機SoC晶片對尺寸的功耗要求相對較高,想在較小的尺寸內設計出效能更強勁的SoC晶片,就需要更多的核心和整合更多的電晶體,這就需要更先進的生產工藝了。

另外手機SoC晶片雖然都是使用ARM的架構,但ARM公司並不生晶片,他授權給蘋果、高通、華為、三星、聯發科等等去設計晶片。這樣一來,競爭就多了,誰能設計、生產出更先進的晶片就可以賺到更多的錢。

所謂的7nm或者14nm指哪裡的尺寸呢?

大家都知道晶片集成了大規模的電晶體,電晶體工作時,電流會從漏極(Drain)流向源極(Source),但要受到柵極(Gate)這道閘門控制,而這道閘門非常重要的,這道門的開和關代表著數位電路中的“1”和“0”。所謂7nm或者14nm指的就是這麼門的寬度了。

晶片中的電晶體做那麼小有什麼好處呢?

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