第654章 终于赶上了

超级U盘 纸火花 4280 字 2024-04-21

ffet被认为是芯片制程进入20纳米以下的关键技术,这是因为随着制程工艺达到纳米级,分隔各个晶体管的绝缘层只剩下十几个原子的厚度(硅原子直径022纳米),在越来越强的量子隧道效应面前将变得越来越薄弱,而前者可以改善这种现象。

根据量子理论,电子等微观粒子的运动是随机的,当阻隔足够薄弱,电子就可能随机到另外一边,宏观表现就是电流击穿了绝缘体,因此也被叫做量子隧道效应。

这几年里,芯片厂商、晶圆厂都开始强调起各种柵极工艺,乃至3d晶体管技术,固然有手机芯片功耗敏感的因素在,纳米时代量子隧穿导致漏电高发才是根本原因。

ffet是由华裔科学家胡正明早2000年时发明的,本来台积电挖到胡的学生梁梦松担任研发处处长,不过因为没在20n节点上使用他的技术,后者被野心更大的三星挖走。虽然台积电后来打赢了竞业禁止官司,却输了里子。

另外,台积电之所以被人戏称为台漏电,就是因为当初刚进入28n制程时工艺不够成熟,有时候在晶体管之间产生未预料的漏电现象导致额外的电力损失,使得产品比预期的费电。好在经过几次工艺小升级,其28纳米制程已经进入成熟期,功耗有了明显好转。

正是靠着他们的hpc工艺的加持,蜜蜂bp6才上演了一出跌破眼镜的好戏,不但把蜜蜂送进了全球智能手机销量榜前十,也让蜜蜂系统坐稳了第三大手机系统的位置。

当然,高通好朋友的卖力助攻也是功不可没,每台bp6给人家60块专利费,简直超值!

不过高宝宝拿了钱,心里却是苦的,他自己卖810同样有专利分成,还有与其高端旗舰身份相称的价格,还要赚的更多。

说起来,在810的发热问题上,高通自身有很大责任,当初为了抢在联发科前面推出八核64位旗舰,他们直接用了ar的公版高性能a57内核,性能果然碉堡了,功耗也是呵呵哒。

毕竟作为ip知识产权授权商,ar在设计cpu内核时需要考虑不同领域合作伙伴的需求,导致公版方案往往显得过于中庸,毕竟他们只是一家千多人的确“小”公司,没办法实现面面俱到。

高通现在卖力宣传的下一代产品820,就用上了自家kryo内核,并且放弃多而无用的八核架构,改成22的四核,代工厂也抛弃了台积电,转而使用三星的14nlpp(低功耗增强)工艺。

台积电20n工艺本身就是为大客户苹果厂定做的,radeon(ad的独显部门)和女idia宁愿继续用28n也不用它,高通倒是用了,结果吃了个闷亏,于是愤而砖头三星半导体的怀抱。

有意思的是,台积电最近又一次展示出了苹果神优化的天赋,iphone6s手机发布后的评测显示,台积电代工a9的表现比三星14n工艺的版本要好。高通的820还没有正式推出,就已经有人因此揶揄他们再次选错合作伙伴,各种“自己约的o,含着泪也要打完”的段子层出不穷。

倒是蜂心就没有这方面的困扰,直接联系台积电询问剩余产能。

靠着马竞的脑波3d打印技术,蜜蜂早就准备好了下一代的处理器的设计方案,等到三款1416工艺的c被推向市场,马竞又从中借鉴了不少思路和经验,下一代536处理器已经被他“手工”做了出来。

虽然有了成品之后,蜂心还是需要配合台积电准备几十gb甚至更多的工艺数据,但是有了明确目标后,总的来说还是要轻松不少,536有很大希望成为a9之后第二款16纳米工艺手机芯片。

普通的半导体电路,是用金属导线把一个个电子元件按照电路图连接起来。通过调整电路图、更换新元件,可以对电路进行升级改造,要是哪个元件坏掉了,还可以检测找出然后拆下更换。

而对于集成电路来说,除了比较小众的可编程电路以外,大部分主流产品并不适用这样的办法,它们是在一整块硅晶圆的基础上通过反复掺杂、多次光化学蚀刻的方法“整体成型”而来。

晶圆厂生产芯片,需要先把高纯度(九个9,杂质仅十亿分之一)多晶硅重新融化,通过再结晶技术制备成几十厘米直径的单晶硅锭,再将其精细打磨成圆柱后切成一毫米厚的薄片,也就是所谓的硅晶圆。芯片核心的加工制造都是在这块比镜子还要光滑平整的薄片上进行的,晶圆厂之名也是由此而来。

硅片是圆形的,芯片核心则是长方形或者正方形,所以cpu、gpu的核心数都是2468的偶数,三核处理器其实是由四核屏蔽较弱一核而来。芯片面积不变,晶圆越大,浪费的边角料越少,从而可以带来更好的效益。

不过晶圆越大,对于硅锭制备的要求就越高,即使宇宙最强的牙膏厂目前也只能做到300毫米直径(理论上限是450毫米)。

另外一方面,在芯片面积不变时,制程工艺提升,可以缩小晶体管的体积和距离,可从而堆砌更多的数量带来更高的性能,或者性能不变面积缩小,带来更低的物料成本。同时距离缩小也能够减少连接电路的电阻,降低芯片的发热和功耗。

所以每当制程工艺升级,芯片厂家总会拿面积缩小、性能提升、功耗降低这三条亮点说事,有全部提及的,也有任选两条排列组合的。

只是同样的,每次制程工艺升级,都会有很长一段时间的磨合期,原料杂质、工艺波动,以及其它能想到的和想不到的原因都有可能导致产品出现瑕疵。

一块晶圆上有几百个die(芯片核心),每个die上面有几十亿个晶体管,瑕疵完全无法避免,只能通过修复措施稍做弥补,这也是芯片一类的新闻里经常提及“良品率”的原因。

芯片封装前和封装后都要进行测试,那些完全不合格的自然只能丢弃,然后把成本加在其他合格品上面。有明显瑕疵的则可以通过屏蔽故障区域、降低技术指标的方法来进行挽救,最终所有合格可以销售的产品占原料的比率就是良品率。

这也是为什么同一批cpu,有的“体质好”可以长时间超频,有的却只能小超一下,有的干脆连默认频率都撑不住,只能贴上“赛扬”或者“三核”的标签往外卖。

手机处理器、内存闪存等芯片产品同样也有类似的“体质”问题,内存芯片有不同的主频、闪存芯片有不同的传输速度,同一批次的cpu的最大主频也有差异。只不过因为手机电池不给力,一般没谁会给手机的cpu和内存进行超频,有时候反倒要降频。

对于晶圆厂来说,随着生产线的成熟,良品率越来越高,产品的体质自然越来越好。

所以在芯片行业经常有这样的现象:只要还有足够订单,老生产线就不会被关闭。

它们看似落后,实则因为技术成熟、良品率高的原因而成本低廉,深受那些对产品性能要求不高,却看中成本和稳定性的厂商的喜爱。

像是tel名下既有全球领先的14纳米工厂,也有许多制程落后的工厂,其在马萨诸塞州的200毫米、130纳米工厂更是坚持到今年才被关闭。这些“落后”工厂当然不能用于生产处理器,其主要产品是主板的南北桥芯片。