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全球第一顆3nm芯片

科技 更新时间:2024-08-30 15:12:00

作為芯片代工領域中的兩大巨頭,台積電、三星的競争尤為激烈。為了提高自身的市場競争力,三星搶先一步,推出了世界首枚3納米芯片“SRAM存儲芯片”,也因該枚芯片,三星一段時間内被冠以“芯”王的稱呼。直到“藍色巨人”IBM公司和它的 2納米芯片的出現。

全球第一顆3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)1

我是柏柏說科技,90後科技愛好者。今天帶大家了解的是:IBM打破技術瓶頸,推出的全球首枚2納米芯片以及2納米芯片的面世,将會給全球半導體領域和我國的半導體發展帶來怎樣的連鎖反應。

2021年5月6日IBM推出了世界首枚2納米工藝的半導體芯片。該消息一經放出,瞬間激起了半導體領域中的千層巨浪。在這裡補充一點:IBM是全球最大的信息技術業務解決方案公司,坐落于美國紐約的阿蒙克市。

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據悉,該枚芯片的晶體管密度台積電5納米芯片晶體管密度的2倍,核心指标數為333.3MTr/mm2。此外,與業界估計的台積電的3納米芯片密度相比,IBM推出的2納米芯片比台積電的3納米芯片高出11.4%,台積電的3納米芯片晶體管數量為292.21MTr/mm2。補充一點:MTr/mm2的含義為:每平方毫米多少百萬顆晶體管

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簡單來說,IBM推出的2納米半導體芯片在150平方毫米(指甲蓋大小)的面積内,可以容納500億顆晶體管,可見該枚芯片的集成度有多麼驚人。值得一提的是:IBM公司推出的2納米芯片,很大可能是一枚用于計算機領域的芯片。

在芯片性能和功耗上,與台積電的7納米芯片相比IBM推出的2納米芯片性能提升75%,功耗降低75%,運行速度提升45%。芯片技術采用的是GAAFET(環繞栅極場效應晶體管)。有意思的是:三星的3納米SRAM存儲芯片使用的技術也是GAAFET(環繞栅極場效應晶體管)。

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在這裡簡單為大家介紹一下GAAEFT(環繞栅極場效應晶體管)。GAAFET(環繞栅極場效應晶體管)技術分為兩種,一種是常規的GAAFET(被包含于GAAEFT概念),另一種則是MBCFET(多橋通道場效應晶體管)。方便大家更好理解,在這裡拿當下最火的FINFET(鳍式場效應晶體管)作為對比。

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在排序上;GAAEFT與MBCFET更加緊密有序,分别采用“環繞式”和“多通道”來完成能源傳輸。由于優化了能源利用方式,對比傳統的FINFET,GAAEFT與MBCFET的功耗大幅降低。這一點通過三星推出的3納米SRAM存儲芯片其功耗降低50%和IBM推出的2納米計算機芯片其功耗降低75%也能看出。

值得一提的是:台積電即将在今年第三季度投用的4納米制程和明年第三、第四季度投用的3納米制程,使用的芯片技術都是FINFET,并不是GAAFET。在2納米芯片制程中,台積電采用了GAAFET技術。

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至于原因,可能是台積電考慮到芯片制程的穩定性和技術運用的成熟性。因為對比FINFET,GAAFET是一個新型技術。但通過台積電在其2納米制程中融入GAAFET技術可以看出,GAAFET将會逐漸替代FINFET。

在這裡穿插一點:目前中芯國際N 1、N 2工藝采用的技術也是FINFET(鳍式場效應晶體管)。IBM推出2納米芯片,将會給半導體領域帶來怎樣的影響呢?讓我們繼續往下看。首先是芯片代工領域。

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5G通訊的成熟加速了大數據化時代的到來,智能設備對數據傳輸的高需求,提高了原有芯片制程的門檻。目前半導體行業已經來到了5納米時代,負責芯片代工業務的兩大巨頭,台積電、三星已經相繼完成了3納米芯片制程工藝的突破。在此趨勢下,蘋果、英特爾、高通等芯片巨頭逐漸将目光從5納米轉向3納米。

在蘋果、英特爾、高通等芯片巨頭将目光放在3納米制程的時候,IBM率先推出2納米制程工藝的半導體芯片,無疑是對這些廠商的一棒重擊。在此影響下,芯片廠商勢必會加快芯片制程,提高市場競争力。

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在半導體領域中,基礎建設決定上層技術,上層技術反作用于基礎建設。IBM推出2納米半導體芯片,将會刺激台積電、三星等芯片代工廠商加快芯片制程研發,以便搶先一步占據市場。換句話說:IBM将會在2納米芯片制程領域中,擔任“引路人”的角色。

在這裡補充一點,IBM并不是首次在芯片制程領域中擔任“引路人”。2015年IBM率先造出7納米芯片,2017年IBM率先造出5納米芯片。在電壓、規格等其它芯片指标的定義中,IBM拿下了主導權。這次IBM推出的2納米芯片,不出意外将會繼續成為其它芯片廠商的“參考書”。

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有一點需要注意,IBM公司并沒有自己的芯片代工廠。早在2014年,IBM便将自己的代工廠賣給了格芯,合同為10年。看到這裡,可能有些朋友會說:“這不是自相矛盾嗎?沒有代工廠,芯片是哪裡來的呢?”

簡單來說:IBM公司在芯片制程領域中,主要起着測試樣品、新型概念技術是否可行的作用。在芯片進入正式使用前,IBM公司便提前研制、測試,依次為其他芯片廠商提供參考、借鑒,是一家芯片設計公司。因此,IBM并不負責生産芯片。

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說完IBM,讓我們将目光放在我國的半導體身上。值得一提的是:IBM推出的2納米芯片,将會在一定程度上促進我國半導體行業的發展,為我國的芯片廠商提供相應借鑒(注意是借鑒,不是意味着我們實現量産)這樣說也是有理由的。

早在1934年,IBM便與我們國家有着密切的合作關系。1979年IBM公司在我國安裝了第一台IBM中型計算機。80年代中後期,IBM先後在北京、上海設立了辦事處。1992年在中國成立公司,20世紀90年代中後期,IBM将世界級領先計算機水平引入我國,極大地促進我國計算機領域的發展。

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伴随着信息化時代的發展,IBM已經成為我國金融、交通、政府、教育、電信等許多重要業務領域的最可靠的信息技術手段。同時IBM的客戶遍及我國經濟的各條戰線。值得一提的是,截止目前,IBM并未受到美國技術調控、限制的影響。因此說,IBM推出2納米芯片,将會在一定程度上促進我國半導體行業的發展。

雖說IBM不能解決我們在芯片代工方面被國外卡脖子的現狀,但可以保證我們在芯片設計方面,不會被國外落下太多。

當然,求人不如求己。現階段隻有掌握核心技術,才能夠在半導體領域中站穩腳跟。祝願國産半導體能夠愈發強大,早日實現芯片自主化生産的目标。

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對于IBM公司推出的2納米半導體芯片,大夥有什麼想表達的嗎?你認為我們在芯片制程領域中,能否實現持平、進而趕超呢?歡迎在下方留言評論。我是柏柏說科技,90後科技愛好者。關注我,帶你了解更多資訊,學習更多知識。

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