与此同时,FinFET晶体管技术也已有望被GAAFET所取代,未来的SoC芯片将因这两种新技术而出现翻天覆地的变化。
摩尔定律遇阻
自1965年英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出摩尔定律以来,半导体领域就一直在遵循着“当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍”这个规律前行。
然而,摩尔定律引领的工艺革新节奏在2013年便出现了放缓的现象,这一点从英特尔14nm制程工艺从2015年诞生并将沿用到2020年就很能说明问题。
看到这里,不少用户可能会产生疑问:摩尔定律失效就失效呗,反正以现有工艺生产的芯片也不是不能用。
工艺升级的必要性
处理器、内存、闪存、各种电源管理和控制类的芯片,都是摩尔定律的受益者。
以处理器为例,其主要构成就是晶体管,晶体管数量越多性能越强,而更先进的制程工艺意味着在有限的面积内可以塞进更多的晶体管。
此外,制程工艺的升级,还能降低功耗,并在提升性能的同时大幅缩小芯片的封装面积。
还是以英特尔为例,其在45nm时期封装面积为100平方毫米的处理器芯片,32nm工艺时期就可将芯片面积缩小到62平方毫米,在22nm、14nm和10nm上更是能进一步压缩到38.4平方毫米、17.7平方毫米和7.6平方毫米。
以此同时,在最新10nm工艺节点上,每平方毫米的晶体管数量也能超过1亿个!
如今无论是PC还是手机都在坚持“瘦身”,更小封装面积的芯片,可以让这些电子设备变得更轻更薄,还能大幅降低生产芯片的成本——在一张晶圆上可以切割出更多的芯片。
请不小小看这个变化,生产芯片的重要原料是从沙子中提取的硅,而符合半导体工业要求的沙子也并非沙漠、海滩中随处可见的细沙,而是需要直径足够大的“砂砾”。