眾所周知,過(guò)去的幾十年,芯片產(chǎn)業(yè)一直遵循著摩爾定律走,那就是“集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過(guò)18個(gè)月便會(huì)增加一倍。”
而基于這個(gè)定律,芯片工藝越來(lái)越先進(jìn),從28nm到14nm、到10nm、再到7nm、5nm等等,都是為了讓晶體管密度更大,實(shí)現(xiàn)18個(gè)月翻一倍。
但當(dāng)工藝進(jìn)入到5nm后,還要保持住18個(gè)月翻一倍,就越來(lái)越難了。比如從5nm到3nm就要花2年多時(shí)間,而從3nm到2nm,可能2年多時(shí)間都不夠。
而從晶體管密度來(lái)看,現(xiàn)在18個(gè)月實(shí)現(xiàn)不了翻倍了。拿TSMC的工藝來(lái)看,5nm時(shí),晶體管的密度是1.73億個(gè)每平方毫米,但到了3nm時(shí)變?yōu)?.9億個(gè),沒(méi)有翻倍吧。而從3nm到到2nm時(shí),晶體管密度為4.9億個(gè),也沒(méi)有翻倍了吧。
所以再保持摩爾定律這樣的發(fā)展,明顯是不太可能了,所以芯片廠商們也是另辟蹊徑,用另外的辦法,來(lái)推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
從現(xiàn)在的情況來(lái)看,這個(gè)不斷的推動(dòng)工藝進(jìn)步,讓晶圓管密度增加的邏輯或者說(shuō)規(guī)則已經(jīng)變了。
一是廠商們以期用更先進(jìn)的封裝技術(shù),來(lái)提升芯片的性能,不再唯工藝論。比如TSMC的3D封裝,將兩塊裸芯片(Die)重疊在一起,同樣的工藝,實(shí)現(xiàn)性能翻倍,后續(xù)肯定會(huì)發(fā)展到更多塊Die重疊。
而蘋(píng)果也推出了這樣的膠水芯片,將兩塊M1 Max拼接在一起,做成了M1 Ultra,直接性能翻倍。
二是用小芯片技術(shù),將不同工藝、不同類(lèi)型的芯片,通過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)連接在一起。在3月份的時(shí)候,英特爾、ARM等10家巨頭成立了小芯片聯(lián)盟,推出了UCle標(biāo)準(zhǔn)。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)允許廠商們將7nm、14nm、28nm等不同工藝,以及不同類(lèi)型的比如CPU、GPU、DRAM、CMOS等封裝在一起,形成一個(gè)大的芯片系統(tǒng),從而提升性能。
而這兩種辦法,對(duì)于中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)而言,都是一個(gè)利好,原因是大家不再一味的追求工藝極限了,而是放緩了腳步,在當(dāng)前工藝下,采取另外的方式來(lái)提升性能。
而提升工藝,目前正是我們的最大阻力,但通過(guò)3D封裝、UCle等標(biāo)準(zhǔn),將相對(duì)成熟的工藝的芯片,封裝在一起,相對(duì)而言難度就小了很多,阻力小很多。
這可以讓我們?cè)诓荒敲聪冗M(jìn)的工藝下,也能搞出先進(jìn)性能的芯片出來(lái),這不是有利于我們的芯片產(chǎn)業(yè)是什么?