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半导体工艺制程中的7nm、5nm究竟指的什么意思?

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半导体工艺制程中的7nm、5nm等代号,其实并不直接指具体的物理尺寸,而是工艺的代号或名字。

这一命名传统来源于晶体管数量与面积关系的简化,即如果要将晶体管数量减少一半,面积也应相应减小为原来的0.7倍。因此,工艺的命名体系沿用了这个传统,比如从22nm、14nm、10nm,再到7nm。

然而,近年来这一传统有所改变。例如,苹果在命名iPhone时不再遵循物理尺寸的逻辑,而是以数字序列进行更新。同样,工艺代号与实际尺寸之间的关联在业内已持续10年未被明确。

业界常有人困惑于工艺代号与物理尺寸之间的关系。实际上,若试图将工艺代号与具体尺寸对应,无论是7nm、10nm还是14nm,理解难度都将大大增加。

举例来说,三星的8nm LPP在fin pitch方面与10nm LPP保持不变,且同一家公司的不同7nm标准(如N7、N7P、N7+)在理解上也存在差异。若将工艺代号视为型号名而非尺寸,理解起来会更加直观。

等效尺寸的概念在实践中意义有限,不同厂商间的标准差异导致其不具备实际参考价值。衡量工艺技术的关键指标是晶体管密度,摩尔定律强调每18个月晶体管密度翻倍。在这一背景下,Intel的10nm技术在晶体管密度上与台积电的7nm和三星的7nm技术相比较,展现出较为接近的性能,这在一定程度上揭示了工艺命名可能存在“水分”的原因。

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