根据Wikichip数据,三星5nm工艺节点的晶体管密度只有127MTr/mm,而台积电上一代的5nm工艺就已经有173MTr/mm2。三星第一代3nm工艺使芯片功耗降低50%、性能提升30%、芯片面积减少35%。
三星5nm工艺节点的晶体管密度大约为125MTr/mm。 根据Wikichip的数据,三星5nm工艺节点的晶体管密度为127MTr/mm,而台积电上一代5nm工艺的晶体管密度已经达到173MTr/mm。 三星第一代3nm工艺使得芯片功耗降低50%,性能提升30%,芯片面积减少35%。
骁龙888采用的是三星的5nm工艺,但是三星的5nm和台积电的5nm只是名字上类似,从晶体管密度上来说完全就是两码事,三星5nm的晶体管密度每平方毫米只有127万个晶体管,而台积电的5nm工艺则可以达到173万个,差距达到了46%。
在7nm时,老迈的鳍式场效应晶体管(FinFET)技术就应该谢幕了,由环绕栅极晶体管(GAAFET)接替。但由于技术风险和成本压力,大厂们在5nm时代仍不得不使用老迈的鳍式场效应晶体管(FinFET)技术,结果就是如前文所述,5nm的芯片漏电流功耗飙涨,在功耗上集体翻车,几乎消耗掉制程工艺进步的红利。
三星 Exynos 1080 处理器采用最新 5nm 制程工艺,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%,能够带来更强性能和更低的功耗。三星表示,Exynos 1080处理器采用的是全新的CPU架构核心,单核性能提升50%,多核性能提升近2倍。
麒麟9000的晶体管密度为每平方毫米约71亿个晶体管。麒麟9000是华为公司推出的一款旗舰级手机处理器,其强大的性能和高效的能耗比得益于其高度的集成度和先进的制程技术。晶体管密度是衡量处理器性能的重要指标之一,它表示在单位面积内所集成的晶体管数量。
首先,麒麟9000的晶体管密度极高,拥有153亿个晶体管,尽管在实际芯片面积上略小于麒麟990 5G,但其密度优势明显,额外配备了8MB的SLC系统缓存,是骁龙888的两倍之多。CPU架构上,麒麟9000采用A77大核与A77中核、A55小核的组合,性能提升明显,且在能效上超越多数竞品,仅次于苹果A14。
据国外知名研究机构Techinsights发布的报告,麒麟9000S的晶体管密度高达每平方毫米1百万只晶体管(即100M/m㎡),这一密度已经超过了此前台积电N7P工艺所达到的DUV最强水准。这种高集成度的设计不仅体现了华为在半导体技术方面的巨大进步,也彰显了其在自主创新能力上的持续投入。

1、纳米晶体管密度大约是三星和台积电的两倍。65nm工艺落后一点,意味着晶体管密度小一点,面积大一点,决定芯片性能的还是在于晶体管多少,那么只要把面积做大了,同样可以达到5nm的性能。在65nm工艺及以前,工艺节点的数值几乎和光刻机的最高分辨率是一致的。
2、首先,从性能角度来看,单65纳米技术能够提供更高的晶体管密度,这意味着在相同的芯片面积下,单65纳米芯片能够容纳更多的晶体管,从而实现更强的计算能力。而双90纳米技术虽然在初期性能不错,但随着技术进步,其性能优势逐渐减小,与单65纳米的差距日益加大。
3、数字越小,代表产品的制造工艺水平越先进。同样以英特尔的产品为例,采用45纳米技术制造的产品,与65纳米的产品相比,晶体管的密度大约提高了2倍,晶体管的切换速度加快了20%,晶体管的切换功率降低了约30%。因此,对消费者来说,选择采用更先进的工艺生产的产品,就意味着性能更好,功耗更低。
要提升晶体管密度,可以通过以下几种方法:采用更小的晶体管尺寸:通过采用更小的晶体管尺寸,可以使得晶体管在相同的面积内排列更多的数量,从而提高晶体管的密度。目前,晶体管的尺寸已经达到了纳米级别,但是随着尺寸的减小,晶体管的性能和稳定性可能会受到影响。
他重新定义了摩尔定律,将关注点扩展到包括极紫外光刻(EUV)、纳米线晶体管设计以及3D IC等创新技术,如英特尔10nm制程下实现50倍晶体管密度的证明。英特尔的Lakefield芯片设计和乐高式芯片制造方法,是Keller团队在3D封装技术上的尝试。
因此,我们需要努力提升基础性能,目标是使7nm工艺达到台积电7nm的晶体管水平,并尽早开始采用EUV工艺。在晶体管密度方面,提升空间在120mtr之后已不大明显,台积电的最高密度也仅限于180mtr。尽管如此,N3E工艺的频率可以达到4ghz,这与现有技术相比仍存在差距,需要我们加快追赶步伐。
然而,Intel最近的芯片技术发展并未按计划进行,包括10nm工艺的推迟。但Keller表示,他将重新定义摩尔定律,不仅仅局限于晶体管的微缩。他强调了极紫外光刻和纳米线技术,以及英特尔的3D封装Foveros技术,后者可以实现高50倍晶体管密度,这已被证明在10nm制程下是有效的。
根据推测,5nm技术将在芯片中实现173MTr/mm的晶体管密度,相较于7nm节点的920MTr/mm,晶体管密度提升接近两倍。5nm节点技术的目标是实现高密度高性能的FinFet半导体工艺,广泛应用于手机SoC芯片以及高性能计算领域,与当今火热的5G、人工智能等技术发展趋势相契合。