臺(tái)積電5nm待發(fā) 7nm/10nm又雙叒叕落伍了

當(dāng)我們還在糾結(jié)新買的手機(jī)或者電腦是不是最新的7nm或10nm芯片的時(shí)候，臺(tái)積電在本月重磅宣布率先完成5nm的架構(gòu)設(shè)計(jì)，且已經(jīng)進(jìn)入試產(chǎn)階段。半導(dǎo)體工藝在如此短暫的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了如此快速的迭代，這完全超出了很多人的預(yù)期。

尤其是對(duì)于那些在苦等AMD 7nm和intle 10nm新品的DIY玩家們而言，這個(gè)消息簡(jiǎn)直如晴天霹靂一般的存在。難道說(shuō)，很多人還沒(méi)用上的7nm和10nm，已經(jīng)又雙叒叕要落伍了嗎？這不僅讓人感嘆科技發(fā)展之快，更讓人覺(jué)得心里有一些不爽……

臺(tái)積電5nm蓄勢(shì)待發(fā)

其實(shí)從用戶的角度，我們理應(yīng)支持產(chǎn)品的加速迭代升級(jí)，因?yàn)檫@可以讓我們以同樣的錢獲得性能更為出色的產(chǎn)品。但是如果產(chǎn)品更新的頻率過(guò)快，似乎則產(chǎn)生了“過(guò)猶不及”的反效應(yīng)。因?yàn)檎l(shuí)也不想今天剛買的最新產(chǎn)品，還沒(méi)用幾天就“落伍”了吧！

精進(jìn)的臺(tái)積電通過(guò)率先搶占7nm制程而大受裨益，獲得了蘋果、高通、AMD、NVIDIA等國(guó)際巨頭的大額訂單。甚至也讓一直受到intel打壓的AMD，也憑借臺(tái)積電7nm而受到了玩家更多的關(guān)注和期待。

這也讓臺(tái)積電一鼓作氣，決定在2020年攻下5nm高地！

根據(jù)官方數(shù)據(jù)，相較于7nm（第一代DUV），基于Cortex A72核心的全新5nm芯片能夠提供1.8倍的邏輯密度、性能提升15%，芯片面積縮小15%。而根據(jù)臺(tái)積電的發(fā)展規(guī)劃來(lái)看，未來(lái)3nm和2nm都已經(jīng)在列……

難道我們用了多年的nm（納米）單位眼看就要失效了嗎？

其實(shí)并非絕對(duì)，根據(jù)臺(tái)積電官方透露：布局5nm制程工藝市場(chǎng)是為了協(xié)助客戶實(shí)現(xiàn)支持下一代高效能運(yùn)算應(yīng)用產(chǎn)品的5nm系統(tǒng)單芯片設(shè)計(jì)，目標(biāo)鎖定擁有廣闊發(fā)展前景的5G與人工智能（AI）市場(chǎng)。

這不禁讓我們想到了在去年發(fā)生的一些關(guān)于7nm芯片首發(fā)的事情。誰(shuí)能想到，全球最先實(shí)現(xiàn)首發(fā)量產(chǎn)7nm芯片的，竟然是一家來(lái)自中國(guó)的礦機(jī)企業(yè)——嘉楠耘智。這家企業(yè)的技術(shù)水平和出貨量自然不能跟蘋果、高通相提并論，但卻搶在他們之前實(shí)現(xiàn)了首發(fā)。

究其原因，在于礦機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，因此從設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的角度極為容易適配到最新的生產(chǎn)工藝。而對(duì)于電腦和手機(jī)的這種通用計(jì)算處理器而言，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜很多，晶體管密度極高，因此對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，以及良品率的影響都會(huì)有更為苛刻的要求。

假如礦機(jī)芯片就像是一個(gè)籃球場(chǎng)，那么電腦處理器則相當(dāng)于建造一艘航母……

臺(tái)積電把5nm制程工藝作為未來(lái)5G和AI市場(chǎng)的布局，也存在著異曲同工之妙。

比如5G領(lǐng)域中最重要的基帶芯片，體積更小、發(fā)熱更低、性能更強(qiáng)的5nm基帶無(wú)疑會(huì)給手機(jī)終端的體驗(yàn)帶來(lái)很直接的提升。而在人工智能領(lǐng)域，邊緣計(jì)算芯片的設(shè)計(jì)跟礦機(jī)芯片則有些類似，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功能單一，也更容易被部署到更多的智能終端當(dāng)中。

所以僅從目前的趨勢(shì)來(lái)看，臺(tái)積電的5nm如果在2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，其實(shí)也對(duì)傳統(tǒng)的PC市場(chǎng)，以及短期內(nèi)的手機(jī)處理器市場(chǎng)影響不大。而現(xiàn)今方興未艾的7nm和10nm工藝也會(huì)繼續(xù)沿用多年，至少研發(fā)成本會(huì)限制這些處理器廠商不會(huì)更快的更新到新制程。

而這似乎也預(yù)示著，傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域和未來(lái)新興的5G+AI領(lǐng)域，在7nm時(shí)代將會(huì)形成一個(gè)明顯的分水嶺。此前全球半導(dǎo)體工藝始終受到工藝步進(jìn)的牽制，而在未來(lái)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、體積更為小巧、工藝更為先進(jìn)的專用芯片將會(huì)另辟蹊徑。

因此，單純的從數(shù)字大小來(lái)區(qū)分是否更為先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)主義將會(huì)不再適用。

即使在現(xiàn)在，單純的以“數(shù)字越小越先進(jìn)”的結(jié)論也并不可取。根據(jù)國(guó)外媒體針對(duì)intel首顆實(shí)現(xiàn)小批量出貨的10nm處理器酷睿i3-8121U的評(píng)價(jià)來(lái)看，雖然“10”相對(duì)“7”看似是落后了一些，實(shí)則intel的10nm技術(shù)卻更為先進(jìn)。

處理器這個(gè)東西，其實(shí)說(shuō)白了就是在有限的芯片面積內(nèi)塞入更多的晶體管數(shù)量，并且保證這些元件能夠高效穩(wěn)定的運(yùn)行。Intel 10nm工藝使用了第三代FinFET立體晶體管技術(shù)，晶體管密度達(dá)到了每平方毫米1.008億個(gè)(符合官方宣稱)，是目前14nm的足足2.7倍！

作為對(duì)比，三星10nm工藝晶體管密度不過(guò)每平方毫米5510萬(wàn)個(gè)，僅相當(dāng)于Intel的一半多，7nm則是每平方毫米1.0123億個(gè)，勉強(qiáng)高過(guò)Intel 10nm。至于臺(tái)積電晶體管密度比三星還要低一些。這也是很多業(yè)者吐槽“臺(tái)積電7nm縮水”的根本原因。

因此，如果僅從晶體管密度這個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)上來(lái)看，intel的10nm技術(shù)雖然看似“落后”，但其實(shí)相較其他7nm技術(shù)卻并不落后，甚至反而領(lǐng)先。

而回到我們用戶的角度來(lái)看待這個(gè)問(wèn)題，我們真的有必要盲目的追新求強(qiáng)嗎？

答案必然是否定的。我們必須要清楚的明白一個(gè)道理，科技是永無(wú)止境的在發(fā)展，而我們的需求是有閾值的，那么該如何理解這句話呢？

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，當(dāng)處理器還停留在工藝相對(duì)落后的時(shí)代，那個(gè)時(shí)候功耗和發(fā)熱量是如此的巨大。以至于當(dāng)時(shí)直接催生出了專業(yè)散熱器的流行，比如大家曾經(jīng)熟知的九州風(fēng)神、超頻三，高端的比如貓頭鷹等等。因?yàn)闆](méi)有這些碩大的散熱器，真心壓不住！

在當(dāng)時(shí)，每一次制程工藝的進(jìn)步，其實(shí)都會(huì)帶來(lái)“結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)”的提升，因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候的處理器基礎(chǔ)功耗實(shí)在是太大了。而隨著制程工藝的不斷迭代，提升幅度的基數(shù)再變小。受到物理極限的制約，提升幅度的百分比也在縮小。

以至于人們逐漸對(duì)制程工藝的提升，逐漸變得不再那么敏感了。

如果您還無(wú)法理解，那么舉一個(gè)更為簡(jiǎn)單的例子。幾年前安卓手機(jī)燙手掉電快，但是現(xiàn)在千元機(jī)都不會(huì)有這樣悲慘的體驗(yàn)了。所以以前你換手機(jī)很迫切，但是現(xiàn)在基本夠用，也沒(méi)什么特別的槽點(diǎn)，所以你換手機(jī)的需求就不那么迫切了。

別太在意什么5nm、7nm，還是什么10nm。

追求最新的，你永遠(yuǎn)無(wú)法滿足。只選適用的，你才會(huì)心如止水~