IBM再度捷足先登，全球首发2nm芯片

IBM于5月6日宣布，在半导体设计和制程上实现重大突破，并首发全球首个2nm芯片，预计这一芯片未来将在通信装置、交通运输系统和关键基建上起到关键作用。
 

2nm晶圆照 / IBM Research

 
据IBM给出的数据，2nm芯片与当前的7nm芯片相比在性能上提高了45%，在功耗上降低了75%。在IBM的描述中，2nm芯片可将500亿个晶体管塞入指甲大小的面积内。根据外媒Anandtech向IBM的询问，IBM指出此处所说的指甲大小为150平方毫米，根据计算结果可知，2nm下的晶体管密度已经达到了333.33MTr/mm2，这与台积电目前171.3 MTr/mm2的5nm相比可以说是有了翻倍的提升。
 
IBM也是率先在2015年推出首个7nm芯片，也早在2017年推出了首个5nm芯片。尽管具备制造先进制程芯片的能力，但是IBM目前是并没有自己的晶圆厂的。2014年IBM就将其芯片制造业务卖给了格芯，包括一座200 mm晶圆厂和一个300 mm晶圆厂，且后者已被转售给安森美半导体。这之后IBM的芯片往往都是交由其他合作代工厂来量产的，比如格芯、三星等。
 

IBM的EUV光刻机 / IBM Research

 
但这并不不代表着IBM完全没有芯片生产的能力，此前的几款首发芯片和此次的2nm芯片都源自于IBM的研发部门IBM Research。虽然没有量产的工厂，但IBM也是有自己的EUV光刻机的。2014年，IBM就率先用上了新一代的ASML NXE3300光刻机系统，首发的5nm和7nm都是出自这台光刻机，而去年IBM也将这台机器替换成了最新的NXE 3400。
 
不过要想等到IBM自家的Power处理器用上这么先进的制程还需要一段时间，目前最新的Power10处理器仍在采用三星的7nm技术，未来2nm的Power处理器量产也还是得等到其他代工厂推出成熟的2nm技术。
 

2nm技术介绍 / IBM Research

 
根据IBM给出的2nm纳米片图片可以看出，他们在2nm芯片上也采用了某种堆叠式的GAAFET技术。考虑到三星计划在3nm上开始采用GAA技术，而台积电则要在之后的制程中才会使用这一技术，据传英特尔也会在5nm上采用该技术，所以最后采用这一设计的Power处理器代工单花落谁家现在还不好下定论。
 
这次IBM首发2nm芯片也并非只是抢一波首发热点，至少也让我们看到这一制程给出的性能和功耗指标。根据IBM给出的2nm潜在优势，这一先进制程可将手机续航提升至4倍，在不考虑功耗和性能提升的情况下，可将智能手机做到四天一充。此外，2nm的好处还有减少数据中心的碳排放，加快笔记本功能演进，缩短自动驾驶汽车的物体检测和反应时间等。
 
IBM Research副总裁Darío Gil谈到，“IBM在全新2nm芯片上做出的创新对整个半导体和IT产业都至关重要，这既是是IBM在面对技术挑战上做出的突破，也是持续投资和合作研发的成果。”
 
此番IBM在制程技术上的突破还有另一个连带的受益对象，那就是英特尔。在英特尔公布IDM 2.0模式的新闻中，最后也提到了与IBM展开合作研发，专注于下一代逻辑和封装技术。这对于在7nm上吃了亏的英特尔来说，无疑是最需要的合作，也对英特尔在7nm之后的制程研发起到积极作用。

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