电子行业人士带你入行之纳米制程小白篇

电路

这些年，英特尔、三星、台积电在制程上的恩恩怨怨，堪比武侠小说中恩怨情仇。这些大厂的争斗均是围绕14纳米和16纳米，那么问题来了，这个14纳米和16纳米有什么好争的？下面芯易网就来简单做一下介绍。

纳米到底有多小

想要了解纳米，我们来看看芯易网对它的定义：纳米（nm）又称毫微米，1纳米=10-9米（度娘说），到底有多小呢？以我们的指甲厚度为例，一般的指甲厚度为0.1毫米，也就是将指甲横向切成10份，那么每份也就差不多1纳米。

了解纳米过后，我们再来看看缩小制程的意义。众所周知，缩小电晶体的最主要目的，是为了让往里面塞更多的芯片，防止因芯片的增加而让电晶体变大。此外，还可以增加CPU的运算速率、降低能耗。简单的说，这也符合未来轻薄化的趋势。

纳米制程是什么

纳米制程是指芯片中的线能缩小到的尺寸，举个例子，长得跟下图一样的传统电晶体，L代表着我们期望缩小的闸极长度，从Drain 端到 Source 端，电路可以节省更多的路径，以达到减少耗电量的目的。

要想判断电晶体的电流是否在流通，可以给绿色的方块（Gate端）供给电压，正常情况电流会从Drain端流动到Source段（没电压供给的话电流是不会动的）。这样可以表示1和0（电脑也是以0和1做运算的），至于为什么要用1和0表示，可以去查阅布林代数。

制程缩小也会有物理的限制

当然，纳米制程并非说缩小就能缩小的，当电晶体缩小到20纳米的时候，就会出现漏电的量子物理问题。这个时候就要导入FinFET（Tri-Gate）来改善这个问题。导入这项技术后，电晶体漏电的问题就会减少（并非是完全消除）。

此外，FinFET（Tri-Gate）还可以增加下层和Gate 端接触的面积。一般来说接触面有且只有一个平面，但采用该技术后接触面将变得立体化，进而轻而易举地增加接触的面积。从而在保持一样的接触面积的情况下，缩小Source-Drain 端，这对于设计者和制造者们来说至关重要。

想要理解缩小制程的难度，可以参考这个小实验：用100个小珠子在桌子上以10X10的比例排列成正方形，再在上面盖一张相同尺寸的纸。紧接着用笔刷掉旁边的小珠子，使其最后形成一个10X5比例的长方形。从这个实验不难看出，要达成这个目标非常不容易，由此可以了解到，各大厂面临的困境有多么艰难。

三星和台积电都在完成14 纳米、16 纳米 FinFET 的量产，并以此为资本争夺下一代iPhone的芯片代工业务，随着电子行业的竞争升级，我们将能看到更多省电又轻薄的手机。

比如目前全球领先芯片制作商都在追的10nm线程，不仅如此，厂商们还把目光投向7纳米甚至是5纳米，相信不久的将来会有更精湛的产品呈现在我们面前。敬请期待吧！

2016-12-16 18:26:24

好的，补充知识

尧建堂 · 2016-12-16 20:22:47

纳米，就是小的意思了？

唐浩 · 2016-12-17 09:08:44

纳米与毫米的比率搞错了

3 条评论