28nm芯片和5nm芯片,有什么区别?

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28nm 芯片也好,5nm 芯片也罢,都是大规模半导体集成电路,所以本质上来说二者没有什么区别。

不过 5nm 工艺可以在单位面积上放更多的集体管,而根据登纳德缩放比例定律,随着晶体管密度的增加,每个晶体管的功耗会下降。譬如晶体管的面积减半,频率保持不变的情况下,晶体管的功耗将会降至原来的四分之一。

而能耗的下降,可以直接带来发热的降低,这又给频率的提升带来了空间,这自然可以带来性能的提升。总的来说,更先进的芯片工艺,可以让我们设计出更复杂,集成度更高,性能更强大的芯片。

28nm芯片和5nm芯片,有什么区别?插图

至于 28nm 芯片和 5nm 芯片的用途,就目前来说,在汽车芯片上面 28nm 工艺用得比较多,而手机芯片上面 5nm 工艺用得比较多,那么为什么不都用 5nm 工艺呢?首先 5nm 工艺的成本往往更高,其次 28nm 工艺更加成熟,良品率也更高,最后也是最重要的,那就是不同的场景对芯片的要求不同。

28nm芯片和5nm芯片,有什么区别?插图1

手机因为尺寸有限,对温度的要求高,加上电池容量有限,所以能耗要求也高。所以用户希望在同样的尺寸下可以具有更强的性能,更低的能耗发热,而想要满足这些目标,5nm 工艺无疑具有明显的优势,以台积电的 16nm 工艺和 7nm 工艺为例,台积电 16nm 工艺的晶体管密度是 28.2MTr /mm²,而 7nm 工艺就到了 95.3MTr /mm²,晶体管数量的暴涨,自然可以带来性能的提升。

28nm芯片和5nm芯片,有什么区别?插图2

而汽车这类产品,对芯片的尺寸要求没有那么高,散热和能耗方面也可以放得更开,因此使用 28nm 这类芯片问题不大,不过随着智能汽车时代的到来,相关芯片也会对性能提出更高的要求,譬如 NVIDIA 的 Orin X 就已经采用了 7nm 工艺,随着对算力的不断追求,相信最终这类芯片也会采用最先进的工艺。

28nm芯片和5nm芯片,有什么区别?插图3

简单来说,从底层原理来说,28nm 和 5nm 芯片没有什么本质区别,但是不同的场景对芯片的要求不同,那些追求更强性能,或者存在尺寸和能耗限制的产品,往往会追求更先进的工艺,但是这种做法成本往往更高。那些对性能要求没有那么高,尺寸能耗也不算敏感的场景,往往会采用老旧一些的工艺,毕竟这样子更省钱。

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追风者
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