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ASML掀老底:3nm芯片实际为23nm,1nm芯片是18nm?

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大家都清楚,目前芯片工艺最先进的台积电,早实现了3nm。

而苹果的A17 Pro则是全球第一颗3nm的手机芯片,是台积电代工的,这也代表着全球最先进的水平。

问题来了,这个3nm到底指的是什么?晶体管大小?栅极宽度?金属半节距?其实都不是,3nm只是一个说法。



事实上,在最早的时候,也就是在130nm工艺之前,芯片工艺是和芯片晶体管的栅极长度(gate length)保持一致的,栅极长度是多少,那么芯片就是多少工艺,而这个栅极长度,也等于金属半节距(metal half-pitch)。

后来晶圆厂就想到了一个办法,既然栅极长度代表的芯片工艺,那就是想方设法缩短这个长度,工艺不就提升了么?



如是如上图所示,在130nm至2007年的28nm之间,栅极长度,其实是小于芯片工艺的,这个时候就不对应了。

比如100nm的芯片,正常来讲,栅极长度应该是100nm,但实际上当时已经缩短到了70nm左右了。

而进入28nm之后,由于栅极长度,对应工艺基本上不太可能的,因为这个栅极长度缩小非常困难。



于是从28nm起,所谓的XX纳米是等效工艺,即它并不是指芯片的一些关键指标,比如栅极长度、金属半节距、接触栅间距等等,工艺和这些都不挂钩。

完全是各大晶圆厂,按照自己的节奏,一代一代的给自己的工艺取名,甚至台积电的10nm、三星的10nm、intel的10nm,指标都不一样,晶体管密度也不一样,反正就是一片混乱了。

不过混乱归混乱,我们还是可以用之前的栅极长度或金属半节距来看看实际工艺的。



台积电之前发表过一份资料,上面显示了其工艺对应的金属半节距,如上图所示,7nm时,是54/2=27nm左右,3nm时,应对的金属半节距是45nm/2=22.5nm左右(可以说是22nm,也可以说是23nm)

而近日,ASML在公布自己的EUV光刻机路线图时,更是将各大晶圆厂的老底掀开了,ASML的PPT,非常清楚的指出了各大晶圆工艺,对应的金属半节距,如果按照最开始芯片工艺的说法,这个才是实际的芯片工艺。



如上图所示,N3(3nm工艺)对应的是23nm,N2(2nm工艺)对应的是22nm,A14(1.4nm工艺)对应的是21nm。

A10也就是1nm时,对应的是18nm,A7也就是0.7nm时,应对的是18-16nm,甚至到A2,也就是0.2nm时,实际金属半间距是16-12nm。



这也是为何明明EUV光刻机,采用的是13.5nm波长的光线,最终却能刻录出2nm、1nm芯片的原因,因为它实际对应的是这个金属半间距,只要波长比这个小就行了。

不管,虽然大家都清楚,现在的芯片工艺有是水份的,那又如何,反正大家都是这么干,规则是由垄断者制定的,所以别人说它是3nm,那么它就是3nm,你只能接受。

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