当人们谈论芯片时,纳米(nm)这一长度单位总是备受关注。以华为海思的990 5G SoC芯片为例,其采用先进的7nm工艺制程,展现出芯片技术的崭新风貌。
芯片,又称集成电路,其核心构成是大量的晶体管。这些晶体管与电阻、电容等电子元件集成在晶片上,形成复杂的电路网络。这种集成方式不仅提升了性能,还降低了成本,并大大缩小了芯片的物理尺寸。
当我们看到的芯片似乎很简单,只是引脚比较多,其实芯片在制造过程中经过了精细的封装。这种封装方式只引出功能引脚,极大地保护了芯片免受损伤。
芯片的尺寸越小,其制造工艺的难度就越大,但这并不意味着它的性能会受到影响。相反,小尺寸的芯片为电子产品设计带来了更高的灵活性。以手机为例,人们更喜欢轻薄的产品,如果手机的芯片体积庞大,那么手机的整体设计很难实现轻薄。
芯片的尺寸减小也降低了生产成本。晶圆是生产芯片的关键材料,价格昂贵。同一块晶圆上,尺寸越小的芯片能切割出更多数量,从而降低了整体成本。
为了提高芯片的性能,需要增加CPU核心并集成更多的晶体管。在相同尺寸的芯片上集成更多的晶体管意味着单个晶体管的尺寸更小。这导致晶体管之间的距离更近,电容减少,从而提高了晶体管的开关频率。随着晶体管的尺寸减小,其导通电压也需要相应降低,进而降低了芯片的功耗。
说到芯片的生产,就不得不提ASML公司生产的极紫外光(EUV)光刻机。这台光刻机是制造先进芯片必不可少的设备,体现了全球尖端科技的结晶。最近,台积电在芯片生产工艺上取得了突破,将在2020年实现5nm芯片的量产。而中芯国际目前仍停留在14nm的生产水平,这也是大家担忧台积电对华为的影响的原因之一。
芯片技术是一个国家科技实力的重要体现。随着科技的不断发展,我们有理由相信,未来会有更多先进、高效的芯片问世,为我们的生活带来更多便利和惊喜。