全球十大半导体公司在自然之镜中反射芯片工艺制程的新思维

  • 科研进展
  • 2024年12月15日
  • 在自然的光影之下,全球十大半导体公司——台积电、英特尔、高通、苹果、华为、三星电子、联发科、中芯国际、日本软银资本和Intel Capital——正以新思维方式探索芯片工艺制程的奥秘。从0.35微米到0.18微米,再到90nm、65nm和45nm,这一系列缩小几何尺寸的进程,不仅提高了晶体管密度,也极大地降低了功耗。 然而,随着技术的发展,我们开始质疑是否真的需要不断追求更小的纳米级别

全球十大半导体公司在自然之镜中反射芯片工艺制程的新思维

在自然的光影之下,全球十大半导体公司——台积电、英特尔、高通、苹果、华为、三星电子、联发科、中芯国际、日本软银资本和Intel Capital——正以新思维方式探索芯片工艺制程的奥秘。从0.35微米到0.18微米,再到90nm、65nm和45nm,这一系列缩小几何尺寸的进程,不仅提高了晶体管密度,也极大地降低了功耗。

然而,随着技术的发展,我们开始质疑是否真的需要不断追求更小的纳米级别。7nm对10nm或14nm似乎更好,但实际情况远比这复杂得多。在理论上,每个制程都有其独特之处,比如7nm意味着更多晶体管,更高的密度,以及更好的散热设计和功耗控制。

但即便如此,同样尺寸的小于10nm并不一定代表性能提升。例如,英伟达推出的Nvidia Turing芯片尽管是12nm制程,但其性能却超过了AMD的大型Vega Radeon VII卡。这说明架构对于芯片成功至关重要,而不是单纯依赖于纳米级别。

未来,当苹果宣布5NM A13时,以及高通Snapdragon 875使用相同工艺进行发布时,我们将看到两家公司如何通过不同架构使得相同大小晶体管工作得更加有效。此外,由于手机设计受到功耗限制,使得苹果朝向最小几何尺寸发展成为可能。而笔记本电脑则可能仍然会通过较大的TDP进行被动冷却。

过去,由于功率TDP限制,ATI/AMD和英伟达是最早追求最小晶体管公司。但GPU不仅用于游戏,还被用于AI和机器学习工作负载,这些工作负载要求处理大量数据,并且具有快速内部互连、高速内存以及大量带宽。

CPU与晶体管之间存在神话,即认为CPU就是由制造工艺决定。但事实上,大部分人都忽略了I/O部分使用的是12NM制造,而非7NM。这一点对于理解AMD Ryzen 3000系列中的重要组成部分至关重要,它们虽然称为7NM,但实际上并非完全如此。

营销策略也起到了关键作用,因为除了渲染等特殊任务以外,在日常使用中16核并没有显著提高效能。而移动笔记本电脑市场中,英特尔首先达到10NM,然后是Lakefield,并且将会有第二代10NM + Tiger Lake,而AMD则凭借Ryzen 3至9系列解决方案已经达到7NM制程,从而覆盖了不同的TPD市场范围。不过,与此同时,一些AAA级游戏(如《战地风云5》)可以在1080P运行良好的事实给予这些研发压力,同时Intel新架构Willow Cove CPU内核也优化AI及当今工作负载,对AMD提出了挑战。

猜你喜欢