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10nm芯片阅读:301

10nm芯片是指采用10nm制程的一种芯片。1995年起,芯片制造工艺从0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、0.13μm,发展到90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、14nm,再到即将到来的10nm,芯片的制程工艺不断发展,集成度不断提高,这一趋势还将持续下去。

产品代表

  手机处理器
  高通方面表示,由于采用全新的10纳米制程工艺,骁龙835处理器将具备更低的功耗以及更高性能,从而提升移动设备的用户体验。借助10纳米工艺制程,高通骁龙835处理器具备更小的SoC尺寸,让OEM厂商可以进一步优化移动设备的机身内部结构,比如增加电池或是实现更轻薄的设计等等。此外,制程工艺的提升也会改善电池续航能力。
  服务器处理器
  高通于12月初宣布全球第一颗10奈米服务器芯片开始送样。QualcommCentriq2400系列处理器,为QualcommCentriq系列的首款产品,采用最先进的10nm鳍式制造(FinFET)技术,最高可配置48颗核心。高通还演示了在QualcommCentriq2400处理器上运行基于Linux和Java的ApacheSpark和Hadoop。QualcommCentriq2400处理器系列目前已经向主要的潜在客户提供样品,并预计在2017年下半年实现商用。

技术突破

  新材料的应用
  目前,制造芯片的原材料以硅为主。不过,硅的物理特性限制了芯片的发展空间。2015年4月,英特尔宣布,在达到7nm工艺之后将不再使用硅材料。
  III-V族化合物、石墨烯等新材料为突破硅基芯片的瓶颈提供了可能,成为众多芯片企业研究的焦点,尤其是石墨烯。
  相比硅基芯片,石墨烯芯片拥有极高的载流子速度、优异的等比缩小特性等优势。IBM表示,石墨烯中的电子迁移速度是硅材料的10倍,石墨烯芯片的主频在理论上可达300GHz,而散热量和功耗却远低于硅基芯片。麻省理工学院的研究发现,石墨烯可使芯片的运行速率提升百万倍。
  制约石墨烯芯片的最大因素是石墨烯的成本问题,不过随着制作工艺已逐渐成熟,石墨烯的成本呈下降趋势,石墨烯芯片量产的日子也不会太远。2011年底,宁波墨西科技建成年产300吨的石墨烯生产线,每克石墨烯销售价格只要1元。2016年4月,华讯方舟做出了石墨烯太赫兹芯片。
  新技术的应用
  除了FinFIT技术外,三星、英特尔等芯片厂商近些年纷纷投入到FD-SOI(全耗尽绝缘体硅)工艺、硅光子技术、3D堆叠技术等的研究中,以求突破FinFET的制造极限,拥有更多的主动权。各种新技术中,犹以3D堆叠技术为研究重点。
  3D堆叠技术通过在存储层上叠加逻辑层,将芯片的结构由平面型升级成立体型,大大缩短互连线长度,使得数据传输更快,所受干扰更小。

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