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手机性能铺天盖地变化背后的四个制程发展节点

导读: 今天和大家说的是手机处理器的制程,简单来说就是电路板中电路与电路之间的距离,往深了讲就是集成电路的精细度,目前已经发展到纳米级别。

今天和大家说的是手机处理器的制程,简单来说就是电路板中电路与电路之间的距离,往深了讲就是集成电路的精细度,目前已经发展到纳米级别。

可别小看这东西,在目前的手机处理器上可是意义重大,并且随着科技的发展制程正在往越来越小的方向发展,这主要是因为人们对越来越强大芯片的需求,而因此扩大芯片体积显然是不被认可的,为了能在更小的芯片中塞入更多的晶体管,减小制程是公认的好方法,随之而来的好处还有降低耗电量和成本、保证小体积芯片便于商用等等。

但因为纳米本身就极其微小,当处理器制程发展到现在即将进入个位数,在制作上则越来越困难,这也是目前影响处理器制造商发展的瓶颈。了解到这个也就能理解高通10nm制程的芯片骁龙835、联发科Helio x30在手机芯片市场中的重要地位了。

手机性能铺天盖地变化背后的四个制程发展节点

而反观手机处理器发展史,从制程变化能看到一个明显的发展轨迹,03年手机发展初期90nm到现在呼之欲出的10nm制程,短短十多年,手机性能却发生了铺天盖地的变化,这和处理器有着密不可分的关系,制程也功不可没,从中也可以窥视人类科技的发展。

以下我挑四个制程发展节点的代表,大家随意感受一二。

一、28nm制程

任何事情发展到一定阶段都需要一个打破僵局的点,在制程上,28nm就相当于这个点,它继承了55nm到40nm的大跳跃,从40nm到28nm实现了另一个让人惊讶的大发展。

和40nm相比,28nm工艺制程将晶体管划分的更为精细,单位面积内可填充更多的晶体管,实现了性能的优化升级以及功耗的降低。这种变化可以从苹果A15和A9中看出,他们最主要的区别就是制程,前者为28nm,后者是40nm。由制程带来主频的差异,28nm的A15可以达到2.5GHz以上。

手机性能铺天盖地变化背后的四个制程发展节点

同时,28nm的极致优化使其成为处理器生产中的熟客,活跃了长达四年之久,除了三星直接采用自家的28nm生产线生产Exynos 5处理器外,剩下的著名手机厂商28nm ARM几乎全部让台积电代工,这让台积电获益颇多。

二、20nm制程

20nm则有着明显过渡意味。

手机性能铺天盖地变化背后的四个制程发展节点

在28nm制程统治四年之后,台积电也想改变这种不思进取的状态,抢先研发20nm工艺制程,并成功争取到了苹果A8处理器唯一代工厂这一大蛋糕,随着苹果6的热销,20nm制程也逐渐被熟悉并使用。其中代表包括高通骁龙的810,三星Exynos 7 Octa以及联发科的X20/X25。

三、14nm制程

14nm对于手机处理器有着革命性的意义。

它的真正普及意味着FinFET晶体管技术的普及和精细制程制造工艺的进步。

英特尔作为最早使用14nm制程的厂商,相比别的新品生产商有着不小的优势,这源于它早在22nm时就引入了FinFET工艺,可以直接套用,只需缩小工艺尺寸就行。

三星紧跟其后,在14年底进入14nm工艺时代,并将工艺授权给了GlobalFoundries,使得别的公司有了更多的工艺选择。这也让三星获得了苹果处理器大量的订单,从而和台积电分庭抗礼。

手机性能铺天盖地变化背后的四个制程发展节点

在14nm制程上具有代表性的芯片有骁龙820和三星8890。

四、10nm制程

相比14nm,10nm的飞跃极为巨大,因为在这个量级上,每一次的突破都很艰辛,在只能放100个原子的距离里,对晶圆体布局面临的就不止是纯电路问题了。

手机性能铺天盖地变化背后的四个制程发展节点

三星最新发布的旗舰处理器8895,正是使用的10nm制程,除此之外,还有不少厂商都表示准备量产,比较明确的就是高通骁龙835和联发科Helio x30。

总 结

讲了这么多,其实我自己也还是一知半解。但不管怎样,处理器的制程还会发展,甚至早在此前,IBM就公布了自己7nm工艺芯片。但直白讲,科技的进步离不开各大厂商对于技术的不断追求和突破,即使其中有着利益的驱动,我们还是乐于见到一个更加智慧美好的时代。

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