三星10nm工艺性能方面如何? 7nm工艺是极限了吗?

三星10nm 性能方面如何？

在谈三星10nm工艺之前，我们可以先以2017年问世的骁龙835为例。2017年初问世的骁龙835，其基于三星10nm制造工艺打造，相比上一代14nm将使得芯片效率提升40%，面积得更小，速度快27%。鲁大师数据中心公布的2017年Q1季度手机综合性能排行榜中，三星S8凭借骁龙835以15万的跑分重夺性能冠军宝座。

而在骁龙835问世之前，三星宣布率先在业界实现了10纳米 FinFET工艺的量产。与上一代14纳米FinFET工艺相比，三星10纳米工艺在减少30%芯片尺寸基础上，实现性能提升27%或高达40%功耗降低。让OEM厂商能够在即将发布的产品中获得更多可用空间，以支持更大的电池或更轻薄的设计。

从外观上看，三星S8采用虚拟主屏键，分辨率2960X1440，为了提高屏幕的尺寸，同手保证较好的握持感，三星GalaxyS8系列采用了更加修长的18.5:9的屏幕比例，实现了更高的屏占比。

配置方面：三星GalaxyS8/S8+采用了5.6/6.1英寸2K全视曲面屏，10nm工艺处理器，4G+64G存储，800W前置镜头，1200W后置镜头，3000/3500毫安电池，运行Android7.0系统，同时支持虹膜识别和面部识别功能，支持IP68级防水防尘功能。

至于三星S8性能提升在哪里？看看10nm工艺处理器就明白了。以骁龙835为例，其可算是今年所有安卓手机都翘首以待的旗舰芯片，首款10nm制程工艺、更强的性能、更低的功耗以及千兆级X16 LTE调制解调器等全新特性，无论哪一项都能称得上激动人心。S8系列作为三星今年安卓旗舰的代表，在配置方面自然会倾其所有。

三星自家的Exynos 8895同样采用了10nm工艺。相比以往的14nm工艺来说，性能提升了27%，但是能耗却降低了40%。Exynos 8895同样采用了八核的CPU架构，4颗高性能猫鼬核心搭配4颗低功耗Cortex-A53组成。此外三星在GPU方面也是下足了功夫，Exynos 8895上使用了Mali-G71芯片，集成了高达20亿个运算单元，功耗降低20%，性能也大幅提升。

10nm工艺处理器提供了更快的运行速度，加上三星奢华的配置，二者看起来算是量身定做，能得到10nm工艺处理器更多性能上支持，比如在音频和VR性能上会有较大提升，虽然Galaxy S8的电池容量为3000mAh，但得益于10nm的工艺处理器的性能，整体续航水平超过不少4000mAh的产品。

笔者认为，10nm工艺处理器对每一款安卓机来说，都算是性能加速度引擎。然而决定一款手机综合性能，并非单纯是手机芯片，还有包括其他软硬件制约，而S8还具备千兆级的LTE调制解调器，再加上三星代工生产10nm工艺处理器，占据天时地利之便，这也是三星S8不同于其它手机的特点，有望实现性能的最大化。

不出意外，在未来几个月中，我们可以看到大量搭载10nm工艺处理器、配备双摄像头且具备光学变焦能力的新手机上市。相比之下，10nm工艺处理器更大的意义在 ISP、DSP、Codec等组件提升上，让手机有望在成像（尤其是双摄机型）、内放音质等方面提升，而这些在奢华配置的三星S8身上，性能有望得以更加完整体现。

7nm工艺是极限了吗?

先前，媒体曾报导，7nm制程工艺最逼近硅基半导体工艺的物理极限。后来，媒体又报导，7nm工艺并非半导体工艺的极限，后面还依次有5nm工艺、3nm工艺，且5nm工艺、3nm工艺并没有突破硅材料半导体工艺的极限。极限本来是一个数学术语，广义的极限指的是“无限靠近且永远不能到达”的意思。于是，既然7nm工艺后还依次有5nm工艺、3nm工艺，那么，“为什么原来说7nm工艺是半导体工艺的极限，但现在又被突破了”，更准确的说法该是，“为什么原来说7nm工艺是半导体工艺的极限，但现在却又出现了5nm工艺，3nm工艺呢”。

芯片上集成了太多太多的晶体管，晶体管的栅极控制着电流能不能从源极流向漏极，晶体管的源极和漏极之间基于硅元素连接。随着晶体管的尺寸逐步缩小，源极和漏极之间的沟道也会随之缩短，当沟道缩短到一定程度时，量子隧穿效应就会变得更加容易。晶体管便失去了开关的作用，逻辑电路也就不复存在了。2016年的时候，有媒体在网络上发布一篇文章称，“厂商在采用现有硅材料芯片的情况下，晶体管的栅长一旦低于7nm、晶体管中的电子就很容易产生量子隧穿效应，这会给芯片制造商带来巨大的挑战”。所以，7nm工艺很可能，而非一定是硅芯片工艺的物理极限。

据业内人士分析，“台积电的3nm制程，很可能才是在摩尔定律下最后的工艺节点，并且台积电的3nm工艺会是关键的转折点，以衔接1nm工艺及1nm之下的次纳米新材料工艺”。前不久，台积电的创始人兼董事长张忠谋也表示，摩尔定律在半导体行业中起码还可存续10年，这其中就包括5nm工艺、3nm工艺，而台积电会不会研发，以及能否研发出2nm工艺，则需要再等几年才能确定。

最后要说的是，即便硅基芯片终有一天非常非常地接近物理极限，人们还可以寻找到其他如采用新材料等技术路径来驱动计算性能持续提升。