台積電的5納米、3納米和2納米裝置詳解｜科技節點｜VLSI｜為什麼會有這樣的命名方式｜台積電

目錄

1. 介紹
2. 技術節點的定義和含義
3. 從平面CMOS到3D FinFETs
4. 閘周圍技術的引入
5. 技術節點的變化和落差
6. 市場行銷策略與技術節點命名的關係
7. 各家公司的技術節點定義的差異
8. 技術節點的成本和效益
9. 新技術節點的應用與產品推出
10. 結論

💡 精華摘要

• 技術節點並不代表晶體管的物理尺寸，而是一個市場行銷概念。
• 技術節點的命名方式以日益降低的延遲、功耗和面積為基準。
• 不同公司對於技術節點的定義和命名存在差異。
• 切換到新的技術節點需要昂貴的設備更換和投資。

📜 文章

🏭 1. 介紹

大家好，我是Jason Jain，歡迎來到今天的視頻。在半導體芯片或SoC製造中，我們常常談到技術節點。我們知道蘋果的M1芯片基於5納米的技術節點，他們在iPhone 13上使用了這個技術。同樣，AMD的最新CPU，即Ryzen 7000系列，也是基於5納米技術節點製成的，而AMD正在與台積電合作將其尺寸進一步縮小到3納米和2納米。在聽到“納米”或“製程技術”等詞語時，你有沒有想過它到底是什麼意思？請不要以為它與晶體管的任何物理尺寸有關。讓我們找出其原因。

🧐 2. 技術節點的定義和含義

技術節點的定義已經從晶體管的物理尺寸轉變為市場行銷概念。在過去，技術節點通常指的是晶體管的最小特徵尺寸，例如閘長或通道長度。然而，隨著半導體工藝的進一步發展，晶體管的製造架構由平面CMOS轉向了全新的三維FinFETs結構。這種變化導致技術節點不能再簡單地與晶體管的實際尺寸相對應。舉例來說，針對10納米技術節點的晶體管，其一半間距為32納米，閘長為90納米，但它僅表明它相對於功耗延遲面積而言具有更好的性能。因此，技術節點已經從物理尺寸轉變為更像市場行銷號碼的概念，它用於將新技術參數與先前技術進行比較和評估。

🏢 3. 從平面CMOS到3D FinFETs

在半導體行業演進至22納米技術節點時，晶體管的製造架構發生了重大變化。平面CMOS設備被全新的三維FinFETs所取代。這種結構讓技術節點不能再僅僅表示晶體管的尺寸。因此，晶體管的製造過程變得更復雜，並需要更多的參數來描述其性能和特徵。

🔃 4. 閘周圍技術的引入

隨著技術節點的進一步降低，引入了閘周圍技術(GAA)。這種新的技術使得晶體管在性能和效能方面取得了顯著的提升。例如，三納米技術節點使用了閘周圍技術，並且被應用於手機上。市場對於技術節點命名的需求也導致了越來越多的公司使用無量維度的名稱來命名它們的製程節點，以便更好地將其性能與早期版本進行區分。

📊 5. 技術節點的變化和落差

不同的公司對於技術節點的定義和命名存在差異。例如，英特爾的10納米技術節點的晶體管密度已經超過了三星的7納米技術節點，並且與台積電的7納米技術節點相當。為了在市場上獲得更大的關注，英特爾將其10納米製程節點重新命名為英特爾7納米。同樣地，全球各家公司也採用了類似的策略，並將技術節點命名為無量維度的名稱，以更好地體現其新產品的性能優勢。

🔍 6. 市場行銷策略與技術節點命名的關係

由於技術節點僅是一個市場行銷概念，所以每家公司對於其定義和性能值都有不同的標準。不同的內部參數設定和微調可以使技術節點定義產生差異，這樣可以在市場上獲得更多的關注和競爭優勢。

🏢 7. 各家公司的技術節點定義的差異

不同公司對於技術節點的定義和編碼標準存在差異。例如，台積電的7納米技術節點被稱為N7，而其4納米技術節點則稱為N4。這些命名方式旨在更好地吸引用戶並區分不同技術節點之間的性能區別。

💰 8. 技術節點的成本和效益

切換到新的技術節點需要昂貴的設備更換和投資。這包括新的製程機器和參數機器的設置。然而，新的技術節點在提供更好性能的同時，也能讓半導體公司更具競爭力並提高產品的可行性。

📱 9. 新技術節點的應用與產品推出

各大半導體公司正不斷降低技術節點並提供更優秀的產品。蘋果的A16芯片在iPhone 14上採用了新的技術節點，三星和IBM則推出了基於3納米閘周圍架構的芯片，並應用於手機中。AMD也計劃推出基於3納米技術節點的Ryzen系列處理器。

🎯 10. 結論

通過降低技術節點並提供更優秀的產品，半導體公司能夠在產品中應用更多的CPU核心，使其更適應用戶需求。同時，技術節點在市場上成了一個行銷概念，各家公司通過差異化的命名方式吸引更多用戶的關注。

※這篇文章以輕鬆閒聊的方式解釋了技術節點的定義和含義。希望你對此有所了解並享受整個討論。更多關於半導體行業和新技術的視頻，可以訂閱我的頻道，并在Instagram上關注我，我的用戶ID是giant.jeshu。謝謝觀看這個視頻，祝你度過愉快的一天！