臺積電5nm待發(fā) 7nm/10nm又雙叒叕落伍了

當我們還在糾結新買(mǎi)的手機或者電腦是不是最新的7nm或10nm芯片的時(shí)候，臺積電在本月重磅宣布率先完成5nm的架構設計，且已經(jīng)進(jìn)入試產(chǎn)階段。半導體工藝在如此短暫的時(shí)間內實(shí)現了如此快速的迭代，這完全超出了很多人的預期。

尤其是對于那些在苦等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……

臺積電5nm蓄勢待發(fā)

其實(shí)從用戶(hù)的角度，我們理應支持產(chǎn)品的加速迭代升級，因為這可以讓我們以同樣的錢(qián)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。因為誰(shuí)也不想今天剛買(mǎi)的最新產(chǎn)品，還沒(méi)用幾天就“落伍”了吧！

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

這也讓臺積電一鼓作氣，決定在2020年攻下5nm高地！

根據官方數據，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%。而根據臺積電的發(fā)展規劃來(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，根據臺積電官方透露：布局5nm制程工藝市場(chǎng)是為了協(xié)助客戶(hù)實(shí)現支持下一代高效能運算應用產(chǎn)品的5nm系統單芯片設計，目標鎖定擁有廣闊發(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)現首發(fā)量產(chǎn)7nm芯片的，竟然是一家來(lái)自中國的礦機企業(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(píng)果、高通相提并論，但卻搶在他們之前實(shí)現了首發(fā)。

究其原因，在于礦機芯片的結構極為簡(jiǎn)單，因此從設計和生產(chǎn)的角度極為容易適配到最新的生產(chǎn)工藝。而對于電腦和手機的這種通用計算處理器而言，因為結構復雜很多，晶體管密度極高，因此對設計和生產(chǎn)，以及良品率的影響都會(huì )有更為苛刻的要求。

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

臺積電把5nm制程工藝作為未來(lái)5G和AI市場(chǎng)的布局，也存在著(zhù)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、性能更強的5nm基帶無(wú)疑會(huì )給手機終端的體驗帶來(lái)很直接的提升。而在人工智能領(lǐng)域，邊緣計算芯片的設計跟礦機芯片則有些類(lèi)似，結構簡(jiǎn)單功能單一，也更容易被部署到更多的智能終端當中。

所以?xún)H從目前的趨勢來(lái)看，臺積電的5nm如果在2020年實(shí)現量產(chǎn)，其實(shí)也對傳統的PC市場(chǎng)，以及短期內的手機處理器市場(chǎng)影響不大。而現今方興未艾的7nm和10nm工藝也會(huì )繼續沿用多年，至少研發(fā)成本會(huì )限制這些處理器廠(chǎng)商不會(huì )更快的更新到新制程。

而這似乎也預示著(zhù)，傳統芯片領(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。此前全球半導體工藝始終受到工藝步進(jìn)的牽制，而在未來(lái)，結構相對簡(jiǎn)單、體積更為小巧、工藝更為先進(jìn)的專(zhuān)用芯片將會(huì )另辟蹊徑。

因此，單純的從數字大小來(lái)區分是否更為先進(jìn)的經(jīng)驗主義將會(huì )不再適用。

即使在現在，單純的以“數字越小越先進(jìn)”的結論也并不可取。根據國外媒體針對intel首顆實(shí)現小批量出貨的10nm處理器酷睿i3-8121U的評價(jià)來(lái)看，雖然“10”相對“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塞入更多的晶體管數量，并且保證這些元件能夠高效穩定的運行。Intel 10nm工藝使用了第三代FinFET立體晶體管技術(shù)，晶體管密度達到了每平方毫米1.008億個(gè)(符合官方宣稱(chēng))，是目前14nm的足足2.7倍！

作為對比，三星10nm工藝晶體管密度不過(guò)每平方毫米5510萬(wàn)個(gè)，僅相當于Intel的一半多，7nm則是每平方毫米1.0123億個(gè)，勉強高過(guò)Intel 10nm。至于臺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)鍵數據上來(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(hù)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(huà)呢？

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，當處理器還停留在工藝相對落后的時(shí)代，那個(gè)時(shí)候功耗和發(fā)熱量是如此的巨大。以至于當時(shí)直接催生出了專(zhuān)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。因為沒(méi)有這些碩大的散熱器，真心壓不??！

在當時(shí)，每一次制程工藝的進(jìn)步，其實(shí)都會(huì )帶來(lái)“結結實(shí)實(shí)”的提升，因為那個(gè)時(shí)候的處理器基礎功耗實(shí)在是太大了。而隨著(zhù)制程工藝的不斷迭代，提升幅度的基數再變小。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。幾年前安卓手機燙手掉電快，但是現在千元機都不會(huì )有這樣悲慘的體驗了。所以以前你換手機很迫切，但是現在基本夠用，也沒(méi)什么特別的槽點(diǎn)，所以你換手機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，你永遠無(wú)法滿(mǎn)足。只選適用的，你才會(huì )心如止水~