全球首款量产7纳米芯片虚实,7纳米芯片多大

5纳米芯片与7纳米芯片哪个好？

毋庸置疑，同样电路设计条件下5nm的芯片肯定比7nm芯片的芯片性能要好。nm（纳米）是一个长度单位，数字越小说明芯片的加工工艺越先进。芯片的加工工艺有个专业名词，叫制程。为什么同样的电路设计：5nm制程的芯片就是比7nm制程的芯片好呢，其中的原因还是让我为您娓娓道来。什么是芯片的制程芯片是手机、电脑等很多电子产品的核心器件，因为封装在电子产品内部，很少人能够看到其庐山真面目。

事实上，芯片是由大量的晶体管按照特定设计图纸的要求连接起来，从而实现数据运算与处理的大规模集成电路。因此可以看出，晶体管是组成芯片的基本单位。晶体管的结构如下图所示：晶体管由源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）三部分组成。电流从源极流向漏极，栅极可以控制源极和漏极间电流的通断；栅极的宽度决定了电流通过时的损耗。

制程就是指晶体管中栅极的最小宽度，以7nm芯片为例，7nm芯片就是指该芯片中晶体管的栅极最小宽度为7nm。制程对芯片性能的影响芯片行业流传着一个定律叫，摩尔定律。它是由英特尔的创始人之一戈登·摩尔提出来的，内容是：当价格不变时，芯片上容纳的晶体管的数量，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

从中我们可以读出以下信息：晶体管数量决定了芯片性能的高低。栅极的大小可以决定晶体管体积的大小，而栅极的大小取决于芯片制造过程中的制程。也就是说制程决定了芯片的性能，其影响主要体现在以下两点：1.芯片功耗和发热的减少：栅极越窄，源极和漏极间的电流通过时遇到的阻力越小，芯片运行的电流就可以越小；另外电流损耗部分转化成的发热就越少。

因此芯片的运行功耗和发热量就可以有效降低。2.数据处理性能的提升：晶体管体积越小，在同等面积的条件下，可容纳的晶体管数量就会增加。晶体管相当于一个开关，晶体管数量越多，开关就越多，对电路里电流的逻辑控制能力就越强，芯片对数据的处理性能也就越强。综上所述，芯片的制程直接影响到芯片的性能。人类对芯片性能的无限追求，导致了芯片制程的不断进步。

20纳米芯片和7纳米芯片到底有啥区别？谁能解释一下？

7纳米芯片指用7纳米工艺制程生产的芯片最近华为被美国制裁的事在网上炒得沸沸扬扬，大家在茶余饭后都在谈论7纳米（nm)、5纳米（nm)芯片的事，大家知道芯片中的纳米（nm）指的是什么呢？其实指的是生产芯片的工艺制程哦。纳米是长度的单位，可以用来量度物体的大小，1毫米（mm）大家知道吧？1000微米（um）等于1毫米（mm），而1000纳米（nm)等于1微米（um），这样大家就对纳米的大小有一个概念了吧。

芯片中提到的纳米(nm)很有意思，有兴趣的可以往下看哦，别忘记点赞就行了！纳米是芯片哪个位置的尺寸？芯片又叫集成电路，在1957由有一位名字叫基尔比的美国工程师发明的，在集成电路发明之前，电子产品都是用电子管或者晶体管来设计的，基尔比把晶体管、电阻和电容等集成在一块很小的平板上，然后用很细的线把它们焊接起来实现一个特别的功能，这就是最原始的芯片（集成电路）了。

所以（芯片）集成电路其实就是集成了大量晶体管的电路，现在的（芯片）集成电路已经非常先进，我们可以直接在硅片（晶片）上做出超大规模数量的晶体管，实现超级强大的运算能力。其实7纳米或者20纳米指的是单个晶休管的栅极的长度。晶体管工作时，电流从漏极(Drain)流向源极(Source)，但要受栅极(Gate)这道闸门控制，所谓的7纳米(nm)就是这道闸门宽度了。

大家都知道在计算机的数字世界里只有“0”和“1”，所有指令、数据都是由“0”和“1”组合组成，晶体管的打开和关闭正好对应着“0”和“1”两种状态。芯片为什么要做得那么小？大家都说7nm芯片比14nm芯片先进，5nm芯片比7nm芯片先进，这是什么情况，做得那么小不难吗？尺寸越小，当然越难了。但不做小不行啊。

要提高芯片的性能，我们需要给芯片的CPU加入更多的核心，而越先进的核心集成的晶体管数量也会越多。据说华为麒麟990 5G SoC芯片集成了超过100亿个晶体管。这么多的晶体管，不做小点能放得下吗？虽然芯片中的晶体管工作需要的电流极小，但那么多数量的晶体管加起来就有点多了哦。晶体管的尺寸缩小后，它的导通电压就可以减少，需要的电流也会减少，这样就可以降低芯片的功耗了。

目前计算机上用的CPU一般都用14nm生产，尺寸也会相对较大一些。但手机用的SoC就不一样了，因为手机尺寸本来就相对较少，电池容量也相对有限，所以对功耗有着苛刻的要求，如果又想提升性能又想降低功耗，只能把芯片尽量往小去做了。做小还有一个好处是降低成本，尺寸越小，同一块晶圆就可以生产出越多的芯片了。目前华为、苹果、高通的等最先进的手机SoC都用上了7纳米的工艺，在2020年下半年估计就会出现5nm的芯片了。

假如用回14纳米的芯片，影响有多大，会比7纳米的差多少？

14纳米制程的芯片，也就是三年前的手机水平，可能有很多人现在用的就是14或16纳米的手机，可能还是很流畅。2014年，台积电、三星、格罗方德量产20纳米制程的芯片，而英特尔则开始量产14纳米芯片。到了2015年，形势有所变化。台积电开始量产16纳米芯片，三星与格罗方德开始量产14纳米芯片，英特尔没变化。

同年，中芯国际开始量产28纳米制程的芯片。这种形势一直持续到2017年，台积电、三星、格罗方德突破10纳米工艺并开始量产，而英特尔依旧是14纳米芯片。英特尔突破10纳米工艺则是2019年，同一年中芯国际量产14纳米芯片，而台积电、格罗方德、三星、已量产7纳米。从这个芯片制程突破节点来看，2017年之前的手机芯片都是14纳米、16纳米、20纳米和28纳米的水平。

其中14纳米无疑是最高工艺的芯片，同时期的苹果手机用的还是16纳米工艺。那么，装有14纳米芯片的手机是否还能用？答案是肯定的，可能不少人仍在使用苹果7和7plus，甚至有人还用6系列，而7系列用的A10处理器正是16纳米工艺。到了苹果8和X系列，处理器则换成了10纳米的A11处理器，实事求是地讲，7系列与8系列在使用上的区别并不很大。

对于要求不高的人来说，几乎没有什么影响，只要存储空间够大就行，唯一的区别可能是运行大游戏时会慢一些。如果芯片制程突破没有这么快，可能现在大部分人都在用14或16纳米芯片的手机，周围生态也会围绕这14纳米来转。再看华为手机，华为麒麟960处理器搭载的是16纳米芯片，像荣耀V9、Mate9系列、P10系列可能仍然有人在使用。

2019年，华为发布的荣耀Play 4T手机中，搭载的就是由中芯国际代工的14纳米工艺的麒麟710A处理器。单从使用角度来讲，搭载14纳米工艺芯片的手机完全可以使用。与之相配的一些软件研发生态可能就得降维来使用。同时，手机APP的更新速度也就会相应下降，但绝对不会影响使用。14纳米芯片手机与7纳米的手机有哪些不同？制程越小，说明同样面积的芯片里集成的晶体管就越多，性能自然就更好。

7纳米制程的芯片中有69亿个晶体管，而14纳米的晶体管仅为7纳米的一半，晶体管的多少主要体现在芯片运算能力上。打个比方，就比如同样一件事，一个人干与多个人干效果就不一样，一个人很费劲，而几个人来干就显得又快又轻松。所以说，7纳米芯片的运算能力要比14纳米强，也就是我们说的速度快、很流畅。另外一个最大的区别，就是7纳米芯片的能耗低，体积要更小，最直观的就是手机用起来省电，而且发热要更少一些。

除此之外，再没有啥大的区别，目前使用14纳米芯片手机的大有人在，可能除系统无法更到最新外，再没有什么影响。如果用14纳米芯片来取代7纳米，那只能是降维使用，肯定是能用，但会在芯片架构、缓存、带宽等方面存在差距。另外，要使用14纳米芯片的手机，就得有相应的生态与之相配套，比如手机系统、APP等等，都可能要降维来设计。

从用户的角度来说，如果你不运行大游戏或同时运行几个APP，使用14纳米与7纳米没多大区别，但只能是短期而言。从长远角度看，这种替代没有可持续性，也就是说只能用来应急，芯片发展总趋势还是向前的，这只是不得已而为之。就目前情况来看，14纳米还不算太落伍，肯定是中低端水平了。若是再过几年，可能就是淘汰品了，很难再继续使用。

比如2012年上市的苹果5，搭载的是苹果A6处理器，工艺制程是32纳米，放到现在肯定无法再用，很多软件都不支持。再比如6年前上市的苹果6系列，搭载的是20纳米的A8处理器，虽然说现在也能凑合着用，但早已卡的人怀疑人生。14纳米的芯片与这个情况一样，现在用还没啥大问题，但几年后就不好说了。如果仅是用电话功能，那啥也不会影响。

芯片七纳米制程，是指晶体管之间的间距是七纳米，还是晶体管的尺寸是七纳米？

我来简单说说吧！1、纳米是尺寸还是间距：用最直白的话说，芯片制造工艺中的5nm、7nm其实指的就是晶体管尺寸。一般专业术语称之为晶体管栅极的宽度（下图红框就是栅极），也就是所谓的栅长。栅长的宽度越小，也就意味着晶体管的尺寸越小。2、晶体管小的好处：晶体管越小也就意味着在单个晶圆体上能塞入更多的晶体管，相同晶圆体面积的情况下，这样就可以以更小的功耗来容纳更复杂的电路系统，也就意味着了电路系统集成度更高，能实现更大的运行速率。

目前晶圆体尺寸最小能达到4寸，不过集成电路主流是使用8寸的晶圆体（见图）。3、晶体管尺寸不能无限缩小：当然，在我们这个世界很多技术都会遇上物理极限，晶体管尺寸也一样。按照现有的技术，当晶体管达到20nm时就会产生量子物理问题，比如漏电等。因此，随着尺寸的越来越小，要解决的技术问题也就越多，厂商的研发难度也就越高。

现在的7nm的制造工艺已经接近物理极限，而台积电现在已经准备研制5nm制造工艺，真要成功基本算是要突破物理极限了。4、光刻机和蚀刻机的作用：要想实现纳米级晶体管制造，最终都离不开这两种设备。前者的主要作用是在晶圆体上涂抹光刻胶并进行光腐蚀，并在其中包含编码等内容；而后者则是将光刻机复印在晶圆体上的电路进行蚀刻，最终形成栅级，也就是前面说的晶体管。