不仅是台积电,高通、联发科、其他几家芯片厂商也在四纳米的根本上无惧3nm这一颗“炸弹”。
台积电前辈晶圆制造本钱不在便利蜀黍地球村落一家,花下近两万亿的研发用度却只有6%的收益,这是怎么回事呢?
尴尬的3nm工艺。
3nm工艺这个年头可谓碰瓷不少,但真出了这玩意儿的却一个也没有。

伺服于每年工艺定律上新的开拓厂商一个个改口,假如不改口那可是10%的利润,然而每每都是早期宣告要出的成了后面跟的前辈了,这种尴尬的事都有。
台积电作为晶圆制造的佼佼者,谷歌百度雷电这些厂的芯片可是由台积电生产的,实在台积电这种情形反而在猜想之中。
台积电是范例的“靠工艺用饭”范例,以苹果芯片这种大体积小数量的芯片,台积电老板张忠兴比不上和发陆毅和陈天桥的钱财。
但台积电却在工艺上追赶着三星,三星这种旗下手机都用不上的芯片,绝不是其紧张的利润来源,而是为手机做广告的手段。
以是台积电在3nm工艺的开拓上耗费如此之大,成品出来之后却十分遗憾,这种情形自然不是没有缘故原由的。
先提前说结论,既然3nm芯片没人用,那在制造芯片的时候为什么不直接用4nm?
由于3nm芯片性能提升的太低了,由10%的利润去承担4nm芯片的生产本钱,对付这些量产芯片的厂商们并不划算。
近两年都有音讯称其即将量产3nm技能的台积电目前在新加坡和台湾的两家工厂中的一座迟迟没有开建,目前只有专门做事于新兴家当的N4A之后进入了工程样片生产阶段,这个新兴家当专门做事于物联网、自动驾驶之类的领域,也不会对商用手机的芯片进行生产。
而台积电此前开拓的3nm芯片虽然已经投入了二千亿之多,但目前收入仅为其营收的6%。
台积电的3nm紧张有两个版本,分别叫做N3和N3p,个中N3p是N3的可再优化版本,与N3比较在性能上更优一些,而N3的本钱比要比N3p要低一些。
可以看出N3拥有很高的市场代价,但N3p性能更强的同时也意味着本钱更高,也便是说台积电此前的巨额投入在未来将能够得到不小的回报。
此外,台积电还拥有其余两个成熟度非常高的芯片生产工艺,分别是5nm以及7nm。
5nm工艺在2020年便已达到产量较高的标准并开始量产,而7nm工艺则在2019年便已开始量产,而此时台积电还没有达到量产的4nm工艺。
可以说,台积电在芯片制造工艺上一贯都走在最前面的位置,但是这也让台积电面对不少竞争。
最近,三星的最新一代芯片制造工艺也已经批量量产,其前辈的3nm工艺已经比台积电的4nm工艺更好。
但是,三星将其新一代工艺仅用在旗下的旗舰手机产品上,由于芯片的制造本钱太高,这也让三星的手机价格直线飙升。
而台积电同样想将其4nm芯片运用于旗舰手机制造上,但由于3nm工艺越来越受到青睐,以是台积电的3nm工艺芯片目前正在进行量产,但产量较低。
为什么高通等不该用3nm工艺。芯片工艺尺寸常日是指集成电路中晶体管的最小尺寸,小尺寸意味着单个晶体管的数量更多,以是性能更优且功耗更低。
但是半导体器件的制造不仅仅勾留在晶体管的尺寸上,还涉及到诸多其他尺寸和工艺参数,其余,芯片的制造不仅取决于制造工艺本身的进步,还取决于芯片本身的设计。
很多人在评论辩论芯片工艺的时候没有考虑到,不是一款高性能芯片一定须要用尺寸更小的工艺来打造,事实上,不同芯片的性能提升并不仅限于尺寸,还涉及到诸多其他方面的成分。
有些芯片在一些方面已经做得非常好了,纵然其制造工艺并不是最前辈的,但是它的性能依然可以非常精良。
举例来说,苹果A14、A15芯片都采取的是台积电的5nm工艺,而这两款芯片在性能方面依然非常强。
比较于A14,A15紧张对GPU进行了优化升级,但CPU方面却没有太大的优化,这表示出了不同芯片的设计思路的不同。
以是,高通等芯片厂商选择不该用3nm工艺制造芯片,实在也没有什么好诧异的。
3nm工艺在制造本钱上显著提升,但是性能提升却未必如此,一样平常来说,同一代工艺,尺寸越大制造本钱越低,尺寸越小制造本钱越高。
然而,3nm工艺并不仅仅是尺寸更小,其制造工艺在很多方面都进行了优化,以是制造本钱也随之大幅上升。
而且,3nm工艺在性能和功耗方面的提升并没有达到很高的水准,以是高通等厂商选择不该用3nm工艺,倒不仅仅是由于其制造本钱很高,实在背后还有很多缘故原由。
值得一提的是,三星虽然有3nm工艺,但其选择没有利用,这不仅是对自家技能的否定,更是让其他厂商对三星芯片的信赖低落,这对三星无疑是很大的打击。
摩尔定律的结束。
高通、联发科等厂商一贯追求功耗和性能上的提升,但是这并不虞味这它们一味追求制造工艺上的升级。
除了制造工艺,芯片的发展还有很多其他方面,一味追求制造工艺上的升级并不能办理所有问题。
事实上,芯片制造工艺的发展已经远远超出了摩尔定律的预期,摩尔定律认为,芯片的晶体管数量每隔大约两年就会翻倍,但实际上,现在每隔两年,芯片的制造工艺就会进行升级。
另一方面,对付晶体管数量的翻倍,事实上早已不再是制约当代芯片性能的成分。
事实上,如果晶体管数量翻倍的话,那么芯片的面积也会成比例地翻倍,这对付制造工艺的哀求是很高的,制造本钱也会随之大幅提升,以是我们评论辩论制造工艺的时候并不像晶体管数量一样追求其翻倍增加。
另一方面,现在芯片的性能提升已经非常明显了,新一代芯片的性能要远远超过上一代芯片,这个超过也可以被视作摩尔定律的另一种诠释。
这样一来,实在制造工艺的升级并不是当前芯片发展的紧张瓶颈,芯片发展面临更多的是设计方面上的寻衅。
另一方面,如今的制造工艺已经非常前辈了,以是其性能和功耗的优化并不像从40nm到14nm这样有明显的变革。
从14nm到7nm,其性能和功耗的优化都并不像从40nm到14nm这样有明显的变革,而从7nm到5nm,其性能和功耗的优化也并不如人们所期待的那样大,这只是在性能和功耗上的优化,并不是革命性的提升。
可以说,从7nm往后,不同代的芯片的设计不同,其优化的方案都不尽相同,以是我们不能以同样的思维去思考。
在芯片的发展方面,制造工艺只是个中的一小部分,其性能和功耗的优化不仅仅可以通过制造工艺的提升来实现。
其设计方面的优化也是非常主要的,当我们考虑问题的时候,不能片面地看问题,还要考虑到更多的方方面面。
结语
摩尔定律已经结束了,我们不能用旧的眼力去看新的问题,新一代的芯片要办理的问题并不是纯挚寻求前辈的制造工艺,其性能、功耗的优化每每会通过设计等方面的方法来实现。
当我们在评论辩论芯片的时候,不能片面的看问题,还要看到更多的方面,只有这样我们才能够更好的理解问题,也才能够找到更好的办理办法。