晶体管的纳米比赛

　　这十年的技能寻求或许仅仅打破摩尔规律，公司当然正在尽力争取在它的前排座位上占有一席之地。摩尔规律以为硅数量将每两年翻一番，这一规律一向沿用至今，但它正在走向过期。IBM 在 2021 年就证明了这一点，其打破性的 2 纳米

　　今日，晶体管的规范长度是10纳米，并且跟着最新研讨，尖端公司现已出产了5纳米或7纳米的芯片。从历史上看，在 20 纳米和 16 纳米芯片上，因为铜互连与晶体管变得过于紧凑，因而在芯片中呈现了不需求的推迟问题。经过细线移动电流的应战现已在削减芯片纳米的技能中产生了瓶颈。GAA 架构是下一代微制作工艺，是抱负的技能。半导体制作商正在追逐这项技能，以改进静电特性、进步功用、优化芯片规划并下降功耗。

　　此外，规划和制作更小的芯片的成本是天文数字。据 IBS 估量，5 nm 芯片将花费 4 亿美元，3 nm 花费 则高达6.5 亿美元。

　　无论如何，芯片制作商正在向下一个节点进军，代工厂现已出货或方案在芯片中制作 5 纳米和 3 纳米。在这场比赛中处于领先地位的是 IBM、英特尔、台积电和三星。

　　作为制作职业最大的打破之一，IBM 上一年推出了世界上第一个 2 纳米半导体芯片规划。该公司制作了第一款选用 2 纳米 (nm) 纳米片技能的芯片。该公告泄漏，“（IBM 的新 2 纳米芯片技能）估计将完成比当今最早进的 7 纳米节点芯片高 45% 的功用和 75% 的能耗。”

　　最新消息是在 IBM 的 5 纳米规划（另一个里程碑）之后不到四年开发的。IBM 的 2 nm 芯片可以在一个指甲盖巨细的芯片上装置多达 500 亿个晶体管。

　　台积电（TSMC）是全球最大的芯片制作商之一。该公司方案在未来三年内投入 1000 亿美元的巨额出资来进步产能。它一向在尽力在下一年推出其 3 纳米芯片。出产将于2022年7月开端。

　　台积电声称，3nm 技能将使核算功用进步多达 15%，并下降多达 30% 的功耗。事实上，虽然与英特尔竞赛，但据报道苹果和英特尔是最早运用台积电 3 纳米芯片的公司，该公司方案为英特尔出产比苹果更多的芯片。

　　三星多年来一向是制作范畴的首要参与者，在其最新的严重公告中，它声称到 2025 年将推出 2纳米技能晶体管。在2021 年的三星代工论坛期间，该公司泄漏了他们的量产方案这些 2 nm 芯片坐落其 GAA 晶体管架构上。该公司方案在未来三年内出资创纪录的 2050 亿美元，以寻求在芯片制作范畴的领先地位。

　　早些时候，三星声称他们的 3 纳米技能将在 2022 年末被选用，但依据他们的最新公告，该公司正准备在来年上半年量产他们的第一代 3 纳米芯片。这将与竞赛对手台积电方案制作 3 纳米芯片一起到来。

　　2021 年 3 月，英特尔宣告出资200 亿美元新建两家芯片工厂，以期直接应战在代工范畴占有主导地位的台积电和三星。英特尔在该范畴公认落后，一连串的制作失利推迟了英特尔芯片的三代。但该公司现已在 7 纳米工艺上赶上竞赛对手。

　　英特尔出产的芯片为 10 纳米，而台积电现已在出产 5 纳米。英特尔的道路 年逾越这些公司并出产 1.8 纳米芯片。在短期内，他们的 7 纳米芯片估计将在来年上市。他们现已开端为此做准备，改造他们当时的产品，例如 10 纳米芯片有更好的工艺称为Intel7，而他们的 7 nm工艺是Intel 4。

　　在上一年的另一项打破中，台积电、麻省理工学院和立大学的研讨机构台大在开发 1 纳米芯片方面取得了联合技能打破。依据他们宣布在《天然》杂志上的研讨，他们项目的中心运用半金属铋 (Bi) 替代规范硅来为新晶体管奠定根底。不过，需求留意的是，台积电现已弄清，至少在可预见的未来，该工艺或许不会用于大批量制作。

　　跟着半导体职业的开展和立异，新的一年无疑打开了一个充溢或许性的窗口。技能爱好者现已在考虑 IBM 本年推出 1 纳米芯片的或许性。因而可以肯定地说，不该轻视这些公司在削减芯片纳米方面的竞赛。

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