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a13芯片几纳米ichaiyang 2024-05-09 21:41 27
有网友提问,一张指头大小的芯片居然有60亿个晶体管?答案是肯定的,有的还远不止这么多。我们来看一下iPhone手机的芯片和华为手机的芯片你就知道答案了。iPhone手机最新的A13芯片含有85亿个晶体管,下一代A14芯片则很可能突破100万个晶体管甚至更多。部分华为手机采用的麒麟990芯片5G版芯片已经含有103亿晶体管。...

芯片有多少个电子元件?

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有网友提问,一张指头大小的芯片居然有60亿个晶体管?


答案是肯定的,有的还远不止这么多。


我们来看一下iPhone手机的芯片和华为手机的芯片你就知道答案了。


iPhone手机最新的A13芯片含有85亿个晶体管,下一代A14芯片则很可能突破100万个晶体管甚至更多。


部分华为手机采用的麒麟990芯片5G版芯片已经含有103亿晶体管。



不管是85亿还是103亿,实际上都远远超过60亿个了。


那么问题来了,一张小小的芯片有必要容下那么多个晶体管吗?


答案是肯定的,有必要,毕竟晶体管的个数和性能是成正比的,这点我们可以通过iPhone手机的芯片来做一个直观的对比。


iPhone手机从A4芯片含3000多万晶体管,发展到A8处理器含30亿晶体管,再到目前最新的A13处理器85亿晶体管,手机性能自然也是一直在提升,你对应道iPhone4,iPhone8和目前最新的iPhone11对比一下性能就知道了手机性能的主要取决于芯片的提升。



那又为什么能容得下这么多晶体管呢?


体管数量会随着工艺水平的提升而增大,越低的工艺纳米数,会使在光刻时沟槽宽度越窄,相同的面积下就可以容纳更多的晶体管。


我们还是通过数据对比一下,更容易直观理解。还是继续采用iPhone手机A系列芯片的例子。


A4芯片含3000多万晶体管,采用的是35nm工艺;A8芯片的时候采用的是20nm工艺,到A13芯片的时候是7nm工艺。下一代A14芯片采用的很肯能是5nm工艺,未来还会有3nm工艺……



如此精密的工艺,靠人手是实现不了的,所以光刻机才会那么抢手。


芯片作到5nm,相当于20万分之一毫米。机械精密量具千分尺,仅能量出千分之一毫米,称为“一道儿”,精密机器控制在3道以内算高端了。而芯片 ,在20万倍的显微镜下,做设计,制造毫米大小的物件,把各种各样的,一颗颗小小小的晶体管按设计排列焊接。按照60亿个计算,假设一名精工,一天焊1000个点,则需三千人干一年,且一天不歇。所以人工完成是不可能的了。


今天我们能用上如此高性能的芯片,高性能的手机,还得感谢光刻机等高端制造设备。

芯片有几百万个电子元件。芯片面积从几平方毫米到350 mm2,每mm2可以达到一百万个晶体管。晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。

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