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台积电工艺弊端袒露4nm芯片再现功耗问题芯片漏电若何破解?_芯片_积电

乖囧猫 2024-09-03 21:50:59 0

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如今的台积电,已向2nm芯片量产发起冲刺,在高端芯片领域,彷佛难逢敌手。
最近却有不少网友反应,天玑9000芯片的发热量超出预期,彷佛并没有当初说得那么好。

这就奇怪了,芯片的工艺制程越高,不应该是功耗越低吗?为何台积电的芯片,功耗反而会逆向而行?如此看来,台积电工艺的弊端,或许已经暴露。

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根据登纳徳缩放比例定律,芯片工艺制程越高,意味着芯片的尺寸会减小,芯片事情时,产生的电流和电压,也会低落。

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(图片来自网络侵删)

再加上刻蚀、封装等工艺的提升,按理说,芯片工艺制程越高,芯片的功耗和发热量,也会随之降落。

台积电在量产5nm芯片时,就大张旗鼓地宣扬,表示在同样的性能情形下,5nm芯片的功耗,会比7nm芯片低落30%。
如果在相同功耗下,5nm芯片的性能,则可以提升15%以上。

光说不练假把式,如今4nm芯片却被爆出功耗高,发热量大,背后的缘故原由是什么呢?

登纳徳缩放比例定律本身没有错,但是台积电避重就轻,向外界宣扬时,忽略了其余一个主要成分。

一枚小小的芯片,里面有上百亿的晶体管,而且分布着繁芜的电路。
我们可以将芯片,比作一个被缩小了几万倍的电路系统,而这个电路系统中,同样有绝缘部分和导电部分。

芯片尺寸变小,确实可以给设备上的其他部件,留出更大的空间,但芯片内部的另一个问题,也会被放大。

芯片尺寸越小,意味着沟道的长度也会缩短,留给沟道中的S和D的间隔也会越来越短。
S是指源,D代表漏,两者越来越近,会导致栅极对沟道的掌握能力变差。

什么意思呢?便是栅极电压夹断沟道的难度变大,有可能会涌现严重的泄电征象,导致芯片发热量变大、功耗升高,这种征象也被称为短沟道效应。

在很多大型生产车间内,工程师在进行电路设计时,不同的线路、设备,都会有一个安全间隔。
说白了,便是芯片内部的构造,相互之间的安全间隔太小了,导致了这种泄电征象。

短沟道效应并不是不能避免,但是台积电目前生产的芯片属于鳍式场效应晶体管,也便是我们常说的FinFET构造。

在7nm芯片之前,这种构造确实上风明显,但是随着芯片工艺制程越来越高,尺寸越来越小,短沟道效应也越来越明显。

也便是说,台积电生产的芯片发热量大、功耗高,是芯片的底层构造出了问题,而且以目前的技能,还很难避免。

如果不出意外,即便台积电的2nm芯片实现量产,可能也很难避免短沟道效应带来的泄电征象。

表面上看,台积电的芯片工艺制程突飞年夜进,将同行们远远甩在了后面,但是台积电的工艺,真的就完美无缺吗?

目前看来,彷佛并不是这样,要想办理短沟道效应,就得从芯片材料、芯片构造、栅极布局等多方面,进行重新考量。

不仅如此,台积电的芯片工艺路线,设备本钱高,耗电量大,导致芯片的本钱也居高不下。
随着芯片工艺制程的不断提升,台积电生产的芯片本钱,还会不断上涨。

芯片越卖越贵也就算了,而且芯片本身的综合性能,也并没有台积电吹捧的那般天花烂醉,台积电危矣。

作为环球最大的芯片代工厂,台积电工艺被很多人认为完美无缺,实在窥伺技能本身,台积电也不过是避重就轻,捉住了市场的痛点,虽然提升了芯片的工艺制程,却在功耗等方面,埋下了隐患。

如今,日韩、欧美,乃至俄罗斯,都宣告要自研芯片。
一旦有新的高制程工艺涌现,如果能降落生产本钱,并办理短沟道效应问题,未来又还有台积电什么事呢?

以是,台积电并不是无忧无虑,随着环球半导体研发热潮的掀起,台积电过去的上风将逐渐消逝,而它的短板也将逐渐被暴露。

再加上台积电对芯片供应的差异对待,如果台积电还不作出改变,未来可能就江湖地位不保了。

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