下一代手机芯片升级的核心驱动力 7nm制程工艺好在哪？

2018-08-13 09:18

2018年下半年，芯片行业即将迎来全新7nm制程工艺，而打头阵的无疑是移动芯片，目前已知的包括苹果Apple A12／华为麒麟980以及高通骁龙855都是基于7nm工艺，制程工艺似乎成为手机芯片升级换代的一大核心点，那么7nm制程工艺好在哪，对用户来说有何价值呢？

根据百度百科的定义，通常我们所说的CPU的“制作工艺”，是指在生产CPU过程中，集成电路的精细度，也就是说精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，精细度就越高，CPU的功耗也就越小。目前半导体芯片主流制程工艺为14nm和10nm，而由于各家的制程工艺定义稍有差异，因此即使是相同的XXnm也不一定完全相同。

今年下半年，手机芯片将进入到7nm时代，而目前已经投产7nm的仅有台积电一家，三星半导体的7nm目前还没有确切消息传出，英特尔的10nm还在难产。苹果Apple A12／华为麒麟980以及高通骁龙855都是由台积电代工，因此从工艺制程来说这三款芯片没有差异，更多的差异在于IC设计。

总结下来7nm制程工艺有三点优势

第一：芯片功耗更低

芯片的制程工艺数字越小，比如7nm比10nm更小，芯片的功耗越低，制程工艺是指IC内电路与电路之间的距离，间距越小耗能越低，但更先进的制成工艺需要更久的研制时间和更高的研制技术更先进的制造工艺会使处理器的核心面积进一步减小，也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的CPU产品，更先进的制造工艺还会减少处理器的功耗，从而减少其发热量，解决处理器性能提升的障碍。

第二：芯片面积更小

微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进，使得器件的特征尺寸不断缩小，从而集成度不断提高。。提高处理器的制造工艺具有重大的意义，因为更先进的制造工艺会在CPU内部集成更多的晶体管。手机内部空间寸土寸金，更小的芯片有利于腾出宝贵的空间来容纳更大的电池，以提高设备的续航能力。

第三：芯片性能更强

在这里有个概念叫“TDP”，TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，中文直译是“散热设计功耗”，目前手机芯片的散热设计功耗一般都不超过5W，虽然制程工艺不直接决定手机芯片的性能，但得益于7nm更低的功耗，在相同TDP条件下7nm要比10nm的性能更强，也就是说在IC设计阶段可以增加更多的晶体管，实现更高的性能。

更先进的制程能够提供更低的功耗、更小的面积以及更强的性能，现在的数码产品对于续航有着较为苛刻的要求，而制程工艺的进步是驱动芯片升级的重要动力。而在7nm之后，还会有5nm、3nm甚至更加先进的制程工艺出现，制程工艺的进步可以使数码产品的续航提升显著，同时性能也更强。