众所周知,手机芯片的工艺制程每年都会有迭代,技术是向前发展的,自然也是越来越好。与其讲芯片工艺发展史,我们不如搞清楚工艺制程对于芯片的意义。影响手机使用体验的主要是性能与功耗,试问,谁不想要自己的手机在性能发挥激进的同时,耗电量却更少呢?
芯片既是手机运算处理的大脑,又是主要的耗电大户,而能影响芯片性能与功耗的关键就是工艺制程。制程旧的芯片,其耗电量甚至可以占到手机总耗电量的一半以上。
手机制程越先进(数字越小),芯片中元器件的间距就越紧密,单位面积内的晶体管的数量越多,导电传输的损耗就越小,进而决定了芯片的性能更高,耗电更小。
就晶体管密度而言,芯片制程从7nm变为5nm,一排晶体管的密度就会变为原来的1.4倍,纵横排列的晶体管阵列密度则变为1.4倍的平方,量变决定质变,工艺制程的升级,意味着芯片性能会有根本性的改变。
举个例子,相较三星7nm工艺制程,三星5nm制程在晶体管数量密度上增加超过80%,性能更强、功耗更低。此外,Exynos 1080采用了当前业界公认的最佳制造工艺——EUV(极紫外光刻)。
目前,制造芯片的光刻机分为紫外光源(UV)、深紫外光源(DUV)和极紫外光源(EUV)。更短的波长意味着更先进的技术,极紫外光源(EUV)可以提供波长更短的光源,是当前最受业界所青睐的,台积电、三星等芯片制造商都在加注这方面的技术研发。
极紫外光刻技术(EUV)是目前量产商用手机芯片中最先机的
三星Exynos 1080所采用的5nm EUV工艺与8nm LPP相比,可以使芯片的整体性能提升14%,功耗降低30%;与7nm DUV(深紫外光刻)相比,性能提升7%,功耗降低18%。
手机芯片里,不止集成了CPU和GPU,它还包括了IPS、NPU、DSP、基带等相关的元器件,如何将它们“安排妥当”,制造工艺最为关键。
5nm工艺制程使得手机芯片在提升性能的同时,还降低了功耗,这就是它的意义。