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硅基芯片物理极限是七纳米,为何台积电依然能做出五纳米的芯片?

信息来源:guiye.biz   时间: 2019-09-02  浏览次数:35

就像按照摩尔定律,芯片中的晶体管数量每年都会翻一番一样,现在也不应该是这个数字了。

如果它现在是一个7纳米的过程,物理极限将定位在5nm根据法律。

芯片的物理极限很难用数据来定义,但只能接近原子的大小。

芯片中有数亿个晶体管。其结构主要由排水、源流和闸门三部分组成。排水和电源负责电流的流动,闸门起开关控制作用。芯片的尺寸实际上是晶体管栅极的宽度,栅极更短,可以在相同尺寸的晶片上增加更多的晶体管,像一个7nm的芯片一样,栅极已经达到极限,如果它被缩短,电子移动的距离就不够了,就会出现漏出现象。

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从当前芯片制造的角度来看,要实现摩尔定律,就必须不断改进芯片制造工艺。工艺节点从90 nm、65 nm、40 nm、28 nm、16 nm到目前的7nm,芯片制造商不遗余力地缩小晶体管的栅极宽度以实现工艺升级,但经过7nm后,晶体管的泄漏问题越来越严重,单靠减小晶体管的栅极宽度已不能改善芯片制造工艺。此时,各厂家都有自己的技术,采用不同的方法来解决泄漏问题。英特尔的高介电薄膜、SOI、翅片场效应晶体管等技术应运而生。

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然而,它的难度越来越大,各大厂商都受到了严重的阻碍,GlobalFoundary放弃了7NN的研究和开发,英特尔的10 nm一次又一次的推进,目前7nm的批量生产顺利,主要是台积电和三星。从理论上讲,这一推论也是站不住脚的。一切都有限度。越接近极限,就会比以前困难得多,而且要花更长的时间。制造晶片的过程,如在疑问中的硅5纳米,与摩尔定律无关,尽管摩尔定律是一个错误的个人假设。

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