Intel10nm工艺和7nm工艺对比结果 处理器差距有多大?

工程师谭军 发表于 2018-07-22 10:52:19 收藏 已收藏
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Intel10nm工艺和7nm工艺对比结果 处理器差距有多大?

工程师谭军 发表于 2018-07-22 10:52:19

Intel10nm工艺

分析发现,Intel 10nm工艺使用了第三代FinFET立体晶体管技术,晶体管密度达到了每平方毫米1.008亿个(符合官方宣称),是目前14nm的足足2.7倍!

作为对比,三星10nm工艺晶体管密度不过每平方毫米5510万个,仅相当于Intel的一半多,7nm则是每平方毫米1.0123亿个,勉强高过Intel 10nm。

至于台积电、GF两家的7nm,晶体管密度比三星还要低一些。

Intel10nm工艺和7nm工艺对比结果 处理器差距有多大?

换言之,仅晶体管集成度而言,Intel 10nm的确和对手的7nm站在同一档次上,甚至还要更好!

另外,Intel 10nm的最小栅极间距(Gate Pitch)从70nm缩小到54nm,最小金属间距(Metal Pitch)从52nm缩小到36nm,同样远胜对手。

事实上与现有其他10nm以及未来的7nm相比,Intel 10nm拥有最好的间距缩小指标。

Intel 10nm的其他亮点还有:

- BEOL后端工艺中首次使用了金属铜、钌(Ru),后者是一种贵金属

- BEOL后端和接触位上首次使用自对齐曝光方案(self-aligned patterning scheme)

- 6.2-Track高密度库实现超级缩放(Hyperscaling)

- Cell级别的COAG(Contact on active gate)技术

当然了,技术指标再先进,最终也要转换成有竞争力的产品才算数。

7nm工艺

若要谈7nm的性能强度,我们可以以新款iPhone为例,谈谈7nm和Intel10nm处理器的差距。新款iPhone最吸引人的创新其实就是这款基于7nm工艺制程的A12处理器,苹果仅用一年时间就从10nm制程的A11升级到可以商用的7nm制程芯片,而其他移动芯片厂商比如高通,可能要在2019年才能推出基于7nm制程的芯片。

Intel10nm工艺和7nm工艺对比结果 处理器差距有多大?

预计A12处性能相较理器于A11 Fusion会有更加明显的提升,CPU性能预计提升在25%左右,图像处理性能可能会提升超过30%。没有意外的话GPU内核将由3个提升到6个,并且会结合AR应用推出更多有意思的AR游戏,新一代怪兽级别的处理器即将诞生。

Intel10nm工艺和7nm工艺对比结果 处理器差距有多大?

新推出的iPhone X Plus电池容量预计会在3200mAh左右,根据A12代工厂台积电官网显示,7nm制程的芯片功耗相比上一代芯片最高可以降低40%!这才是真正的突破,下一代大屏iPhone X Plus的续航可能不再会是iPhone的短板了。而5.8和6.1英寸的iPhone电池容量可能不会有明显变化,但是续航相较于A11处理器的iPhone X还是会好一些。

Intel10nm工艺和7nm工艺对比结果 处理器差距有多大?

台积电表示5nm工艺的芯片可能会在2019年年底或2020年年初才能量产,而苹果A13处理器依旧由台积电生产的话,很有可能依旧会用7nm的制程。

不过近几年移动芯片工艺的提升比我们想象的要快得多,并且5nm很有可能是目前芯片的极限,如果要进一步提升工艺的话,目前最大的难题依旧是FinFET结构也不能在保障性能的前提下同时抑制漏电情况,在这样小的尺度下,可能会有经典物理的短沟道效应、量子力学的量子隧穿效应等等物理学的影响,目前还没有很好的方法应对这些情况。

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