從去年下半年開(kāi)始,老美對(duì)華為的封鎖,就喚起了國(guó)內(nèi)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的重視,尤其是在高端市場(chǎng),時(shí)至今日國(guó)內(nèi)還離不開(kāi)國(guó)外供應(yīng)商。就拿華為來(lái)說(shuō),海思雖然能設(shè)計(jì)出7nm、甚至是5nm的先進(jìn)處理器,但是卻無(wú)法單獨(dú)完成生產(chǎn),必須依賴(lài)代工廠的供應(yīng)。
這就相當(dāng)于給了美國(guó)可乘之機(jī),因?yàn)榭v觀全球的芯片代工行業(yè),美國(guó)技術(shù)都占有很高的比重,強(qiáng)如臺(tái)積電都避免不了。正因于此,在美國(guó)規(guī)則生效之后,臺(tái)積電才會(huì)拒絕向華為供貨,在絕對(duì)的技術(shù)封鎖面前,它只能選擇明哲保身。
而反觀華為,沒(méi)有了臺(tái)積電的供貨,其芯片一下子就陷入了極度短缺的處境,連新機(jī)的正常發(fā)布都保證不了。這也反映出了國(guó)內(nèi)在高端芯片領(lǐng)域的不足,如今是5nm芯片時(shí)代,可國(guó)內(nèi)卻還無(wú)法量產(chǎn)7nm芯片,依舊停留在14nm水平,差距顯而易見(jiàn)。
對(duì)此,可能有些人會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn),14nm芯片跟7nm差距多大?為什么國(guó)內(nèi)不能用14nm來(lái)代替7nm呢?如果國(guó)內(nèi)用回14nm芯片,對(duì)我們又會(huì)有多大影響?
在回答這些問(wèn)題之前,我們要先弄清楚14nm芯片和7nm的區(qū)別,除了制程不一樣之外,它們之間還有很多差異。大家都知道,數(shù)字越小代表芯片的先進(jìn)程度越高,7nm無(wú)疑是比14nm更高端的制程,那么這個(gè)高端到底體現(xiàn)在哪些方面呢?
首先,從量產(chǎn)時(shí)間點(diǎn)上來(lái)看,14nm芯片誕生于2014年,最早由英特爾實(shí)現(xiàn)生產(chǎn),當(dāng)時(shí)臺(tái)積電和三星還處于20nm階段。一直等到2017年,臺(tái)積電和三星先后攻克了10nm,而這時(shí)英特爾依舊是14nm,自此開(kāi)始臺(tái)積電、三星就走在了英特爾前面。
也就是說(shuō),14nm制程整整經(jīng)歷了三年的時(shí)間,期間還有16nm工藝,二者之間的差距并不大??梢哉f(shuō)在2017年之前,14nm就是最高端的芯片制程,雖然如今已經(jīng)4年過(guò)去了,但是14nm芯片依舊沒(méi)有被徹底淘汰,甚至有些人還在使用搭載相關(guān)處理器的機(jī)型。
而7nm芯片則由臺(tái)積電于2019年率先完成量產(chǎn),緊接著三星也突破到了7nm,當(dāng)時(shí)英特爾僅僅剛到10nm水平。與14nm相比,7nm是毫無(wú)爭(zhēng)議的高端制程,相關(guān)處理器放到現(xiàn)在也能邁入高端層次,例如高通的驍龍870和蘋(píng)果A13,都是7nm工藝。
14nm出現(xiàn)在2014年,而7nm則誕生在2019年,二者隔了5年的時(shí)間,按照摩爾定律的內(nèi)容來(lái)看,7nm芯片肯定要比14nm先進(jìn)得多。因?yàn)槟柖芍赋?,每過(guò)18~24個(gè)月的時(shí)間,芯片的性能就會(huì)翻一倍,只是人們的實(shí)際感知不是特別明顯而已。
其次,就配置和參數(shù)而言,一顆7nm芯片,最多能容納將近70億顆晶體管,而14nm只有它的一半。晶體管的數(shù)量越多,就代表芯片的性能越強(qiáng),運(yùn)算速度也會(huì)更快,所以采用7nm芯片的手機(jī),往往要比14nm芯片的機(jī)型更加流暢。
還有就是14nm芯片的能效比較高,一旦處于高負(fù)荷運(yùn)算的狀態(tài),很快就會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱,這也是某些低端機(jī)型頻繁故障的主要原因之一。相比之下,7nm芯片的功耗就沒(méi)有那么恐怖了,應(yīng)用在手機(jī)上不僅省電,還能明顯改善發(fā)熱的情況。
最后,有一點(diǎn)必須要知道的是,14nm和7nm指的并不是芯片的尺寸,而是它們的柵極最小寬度,其數(shù)值的大小決定了芯片中電流通過(guò)時(shí)的不同損耗。
簡(jiǎn)而言之,7nm芯片的柵極寬度明顯比14nm芯片小,所以電流通過(guò)時(shí)的損耗也會(huì)更少,發(fā)熱和功耗自然能得到更有效的控制。可能很多人都以為將14nm芯片分成兩半就是7nm芯片了,但這種說(shuō)法完全是錯(cuò)誤的,它們之間不單單是尺寸的區(qū)別。
既然現(xiàn)在已經(jīng)搞清楚了14nm芯片和7nm的區(qū)別,那么再回到之前的問(wèn)題,如果用回14nm芯片,對(duì)我們有多大影響呢?其實(shí)這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的可能性非常低,因?yàn)樾酒瞥炭偸窃谙蚯巴七M(jìn),一般有7nm芯片,就沒(méi)人愿意再用14nm了。
但是如今國(guó)內(nèi)正處于特殊時(shí)期,7nm芯片還未實(shí)現(xiàn)自主化生產(chǎn),國(guó)內(nèi)大陸最大的代工廠中芯國(guó)際,能量產(chǎn)的最先進(jìn)的芯片就是14nm制程。因此,探討一下繼續(xù)使用14nm芯片,究竟會(huì)帶來(lái)什么樣的影響,還是很有必要的。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,在2019年,華為曾找中芯國(guó)際代工了一款芯片麒麟710A,采用的就是14nm工藝,而且這是華為這么多年來(lái)與中芯國(guó)際的首次合作。后來(lái)麒麟710A被用在了榮耀Play 4T手機(jī)上,當(dāng)時(shí)還受到了很多國(guó)人的關(guān)注,現(xiàn)在肯定也有人在用。
由此不難看出,在2019年14nm制程仍然沒(méi)有過(guò)時(shí),人們也不會(huì)嘲諷它的落后,畢竟這是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的芯片工藝技術(shù)。當(dāng)然了,與7nm和5nm芯片相比,14nm確實(shí)沒(méi)有那么先進(jìn),相關(guān)機(jī)型也只能定位在中低端市場(chǎng),但是這并不代表它不能用。
比如說(shuō)iPhone7搭載的A10處理器,其采用了臺(tái)積電的16nm制程,直到現(xiàn)在依舊很流暢。而iPhone8和iPhoneX使用的A11芯片,10nm工藝的加持,讓它不輸于安卓陣營(yíng)里面的8nm、甚至是7nm處理器,這些都證明以前的芯片現(xiàn)在也還能用。
不過(guò),能用和好用是兩回事,不可否認(rèn)的是,在2021年,7nm和5nm芯片才是主流,如果用回14nm芯片,用戶(hù)體驗(yàn)可能不會(huì)太好。但在特定的情況下,14nm依然可以獨(dú)當(dāng)一面,也沒(méi)必要執(zhí)著于更先進(jìn)的芯片制程。
綜上所述,雖然14nm和7nm芯片的差距比較明顯,但就算用回14nm芯片,影響也不會(huì)太大。可以說(shuō)除了手機(jī)行業(yè)之外,其它領(lǐng)域根本沒(méi)有什么問(wèn)題,因?yàn)楝F(xiàn)在7nm制程也就主要用在手機(jī)處理器上。但還是希望國(guó)內(nèi)盡快攻克7nm工藝,擺脫落后于人的局面。
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