硅基芯片物理极限是七纳米,为何台积电却依然能做出五纳米的芯片?

如题所述

其实在各种芯片领域,所谓的物理极限都只是当时人们技术水平不够所导致的理论极限,就比如在若干年之前,当时研究硅基芯片的人难道会想到现在的硅基芯片能做成这样吗?时代是在进步的,人类的科技水平每日都在更新,硅基芯片的物理极限被不断被突破是一个非常正常的现象。
台积电作为硅基芯片领域的佼佼者,他们在硅基芯片在研究方面一直都是下了很多大功夫的,他们的制作工艺绝对是一般芯片公司无法比拟的。像芯片这种东西,所要求的制作工艺是非常的高,指甲盖大小的芯片需要集成几十万甚至上百万的晶体管,这个数字与芯片的精细程度息息相关,虽然芯片的制作过程大概只分为设计、制造、封装和检测,可这小小四个过程,却是难倒了无数人,理论知识大家都可以学到,但实际操作却只能通过一次又一次的失败来获取经验。
制作一个芯片最重要的设备就是光刻机,而顶级的光刻机技术又在荷兰的ASML公司,一般人是绝对买不到这么高级的光刻机,但台积电公司可不是一般人,他们所能获取的设备说不定比现在明面上的还要更高级,而且他们是有自己的设备研究室,大多时候会将市面上的机器购买回来重新研究,随后自己改装设计出更为高级的设备,想要做出好的芯片,自然而然是得有最高级的设备,而台积电在这点方面绝对是完全具备的。
再来是芯片制造中非常重要的一个材质问题,好的材质才能造出好的芯片,特别是制造硅基芯片所需要的硅基材料,当初的人之所以会认为7纳米是硅基材料芯片的物理极限,是根据摩尔定律和各种物理法则进行计算得出,因为以当时的工艺水平和材料水准就只能造出7纳米的硅基芯片,不过现在人们已经制造出了更为高级的芯片制造设备,也发现了更适合的硅基材料,二者相互叠加之后,突破原本的硅基芯片七纳米极限也是可以理解的事情。
硅基芯片7纳米的物理极限是通过物理公式和摩尔定律计算出来的,而现在也证实了这个物理极限并不是真正的极限,7纳米的硅基芯片都已经投入工业化生产了,而5纳米的芯片则已经有了真正的样本,台积电现在是公开表示他们会做出更薄的芯片,三纳米两纳米甚至是更低,不过到那时所需要的设备和材料又是我们无法想象的了。

随着人类的工艺进程不断突破物理上的极限,人类的制造工艺也会达到一个又一个新的标准,不想被时代抛弃的话,只能不断的自我进步,芯片绝对是世界上一个经久不衰的领域,这个领域的突破是可以直接代表了人类在科技水平上的突破。

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第1个回答  2019-08-02

去年,台积电董事长张忠谋应交大EMBA之邀,发布演说的时候表示:2017年,台积电制程已演进至10nm,2018年要量产7nm,5nm则将依序接后。3nm的发展时间基本上已经有一定的计划了;更加可怕的是他表示2nm,强调再往2nm以下,难度相当高。还要再过几年才能确定是否有2nm以下的可能。张忠谋是台积电董事长,也是全球半导体行业顶级的大佬之一,他说话是很有分量的。

在我看来,如果低于2nm,或者是发现到1nm的话,很可能到了极限了。很可能大家不再需求更加低的nm等级了,而是找另外的材料。但是目前来说,还没有比硅更好的、更加适应量产和使用的材料来做半导体。

如果低于2nm,那就是行业要有革命性的发明和理论改进,这才可能做到更精细了。

所以当工艺制程突破物理极限之后,再想寻求新的制造技术就不能单纯的从减小栅长上做文章了,毕竟已经小到了7nm,再加入各种其他辅助装置减少漏电问题也会得不偿失。在这样的情况下,只能从材料上入手,通过改变材料从而改变特性,进而再有所突破。

第2个回答  2020-03-15
因为吹水,现在所谓的七纳米跟本不是真正的七纳米,只是代季宣传的噱头。
第3个回答  2021-11-08
隐约记得物理极限是一纳米还是两纳米吧,在这个尺度往下,纯硅就没有半导体的特性了。至于台积电的制程嘛,那就纯粹一个工艺代号,不同企业的定义也不一样,不代表真正大小,实际逻辑元件尺寸离物理极限还有很大差距的
第4个回答  2019-08-02
以前的观点普遍认为7nm是硅材料芯片的物理极限,摩尔定律终于是触碰到了天花板。不过这两年7纳米都已经投入生产了,
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