纳米数越小,芯片就一定越好?专家:就是营销炒作

2022/8/2 10:53:56 来源:网易科技 作者:辰辰 责编:长河

8 月 2 日消息,英特尔、三星和台积电都在吹嘘他们能在一个小小的芯片上塞进多少晶体管,但就事实而言,这种宣传中的纳米级尺寸几乎没有任何意义。业内专家称这种说法都是无稽之谈,事实上的芯片“节点”尺寸远大于厂商们宣传的数值

制造用于智能手机、电视和其他电子产品的芯片厂商们总喜欢吹嘘自家产品的强大算力。他们还夸口说,完成所有复杂工作的芯片体积正在不断缩小

对于芯片制造商来说,芯片晶体管的日趋小型化标志着处理速度不断提高或能源消耗不断降低,有助于赢得利润丰厚的合同

但是,关于芯片小型化的竞争导致市场一片混乱。多少纳米的芯片往往与与晶体管大小有关。多年来,人们普遍认为数字越小,芯片就越好

三星最近开始批量生产所谓的业内首款 3 纳米芯片,公司高管举起三根手指庆祝这一时刻。但如果问问台积电和英特尔的看法,他们可能会建议三星高管们再多举起一根手指,甚至更多。

与台积电关系密切的一家研究机构咨询总监杨瑞麟 (音译) 说:“请不要把注意力放在数字 3 上。”

与此同时,哈佛商学院教授史兆威 (Willy Shih) 说,仅从数字上看,目前还不能确定三星的 3 纳米芯片一定优于台积电的 4 纳米芯片。他说,芯片计算性能和能耗等因素都需要进行比较

“这是营销炒作的胜利,”他在谈到芯片行业的纳米尺度时说。

三星拒绝就自家芯片与台积电产品的对比发表评论。公司表示,其生产最新芯片是在之前使用 5 纳米制程工艺技术基础上进行了改进

半导体行业的宣传和其他行业的营销噱头没什么两样,比如现代服装尺寸上的变化就是如此,腰围 34 英寸的男性如今能穿上标记为“32”的裤子,女装的 8 码可能是昨天的 16 码。

芯片行业过去常常联合起来创建通用的测量标准。几十年来,这种标准一直遵循着摩尔定律。芯片“节点”在小型化方面不断突破,将原本冰箱大小的电脑最终缩小为笔记本电脑、智能手机和手表。

让问题更加复杂的是,过去几十年,从事尖端芯片生产的公司数量从几十家减少到了三家,它们分别是台积电、三星和英特尔

谁都想在原本参与者不多的市场中再多分一杯羹,何况在彼此之间几乎没有什么可合作的领域。最先进的芯片已经把电路缩小到几个原子的大小

在这个小型化的世界里,芯片制造商用纳米为单位来彰显自家技术实力。这个数字指的是晶体管中关键部件栅极的长度,用来调节电流大小。更小的栅极意味着更小的晶体管,更小的晶体管意味着单个芯片上可容纳的电路更多。

随着纳米数越来越接近于零,对栅极尺寸的估计变得越来越离谱。纳米命名法现在简直成了一家芯片厂商愿意在多大程度上歪曲事实的标准。

在技术方面落后于台积电和三星的英特尔去年对所有高端芯片都进行重新命名,10 纳米芯片成为了“英特尔 7”。首席执行官帕特・盖尔辛格(Pat Gelsinger)当时承认,包括英特尔在内的这类行业标签“不再涉及任何具体的衡量标准”

苹果公司在推出 iPhone 6S 系列智能手机时,就通过台积电和三星制造自家设计的 SoC 组件,这就是其智能手机的中央处理器。

三星向苹果提供的是 14 纳米芯片,台积电提供的芯片尺寸是 16 纳米。iPhone 6s 发布后,技术评测人员在对性能进行对比测试后得出结论,内置台积电芯片的 iPhone 性能反而略好,手机发热现象更少,电池能耗表现更好。苹果目前只在 iPhone 中使用台积电代工的芯片。

据知情人士透露,这场竞争暴露出芯片行业几乎不为人知的秘密。事实上,台积电和三星的芯片都不符合标称。知情人士说,这两种芯片的尺寸都在 30 纳米左右

“如果他们在上数学课,我会用尺子敲打他们所有人的手,”曾为英特尔 (Intel) 和高通 (Qualcomm Inc.) 等芯片制造商提供咨询服务的半导体和计算机专家大卫・坎特 (David Kanter) 说。

一些芯片专家建议创建一个新的系统,用性能、功耗降低程度或成本价格等其他指标来取代纳米数字。电气与电子工程师协会 (IEEE) 下属杂志在 2020 年发表的一篇文章标题中这样描述:“节点是无稽之谈。”

斯坦福大学电子工程教授黄汉森(Philip Wong)提出的解决方案引起业界关注:“LCM 密度度量”,因其对逻辑、存储和连接的衡量而得名。

“我承认,”他说,“这不该是随口一说的。”

2020 年 4 月,IEEE 国际设备与系统路线图主席敦促芯片制造商“回归现实”。他提议用三变量度量法来取代纳米,用以描述芯片特点。包括英特尔前首席科学家在内的许多人都呼吁清理“节点命名混乱”。

但在芯片市场,对节点尺寸的痴迷仍然很重要。英特尔计划在 2024 年推出“英特尔 3”,旨在缩小与竞争对手的差距。三星和台积电则计划在 2025 年前推出 2 纳米芯片

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关键词:芯片

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