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5nm、7nm、10nm芯片的差距究竟在哪？仅仅是大小吗？

科技改变生活 ， 随着科技的发展我们的生活发生了巨大变化 ， 尤其是智能手机的出现 。
智能手机打败了MP3、又PK掉了MP4、又干掉了电视机、游戏机、照相机 。 可以说当今社会 ， “一机在手 ， 天下我有”！
5nm、7nm、10nm芯片的差距究竟在哪？仅仅是大小吗？
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手机如此的重要 ， 那么手机性能无疑成了人们追求的目标 ， 而手机性能又是由芯片、操作系统、屏幕等众多因素决定的 ， 其中芯片可以说起着决定性因素 ， 芯片性能强大 ， 那么这款手机整体就是不错的 。
高通、华为、苹果、三星等各大厂商在手机芯片领域角逐厮杀 ， 从14那么到7nm再到5nm ， 可以说杀的天昏地暗、日月无光 ， 最后美国政府都参与进来了 。 因为大家都知道在芯片领域落后就意味着失去整个市场 ， 龙头吃肉 ， 而其他公司别说喝汤了 ， 恐怕生存都困难 。
5nm、7nm、10nm芯片的差距究竟在哪？仅仅是大小吗？
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10nm、7nm、5nm工艺制程的芯片到底差距在哪里呢？听我慢慢道来！
众所周知芯片是由光刻设备在晶圆上刻蚀而来的 ， 如果芯片是一座高楼大厦 ， 那么晶圆就是砖瓦 ， 是最基本的单元 ， 在指甲盖大小的一片晶圆上 ， 晶体管数量越多 ， 说明芯片的集成度越高 ， 那么性能也越高 ， 能耗也就越低 。
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nm即纳米 ， 长度单位 ， 目前市场上的芯片都是纳米级的 ， 最好的芯片是5nm工艺制程 ， 也就是晶体管的宽度（也叫线宽）是5nm ， 那么5nm有多大呢？就是把一根头发剖成1万根 ， 其中1根的直径就是5nm 。
芯片分为设计、制作、封装测试 ， 其中最难的就是制作 ， 芯片光刻的难度好比是在一粒大米上雕刻清明上河图 ， 而且还是在运动过程中雕刻 。 而且要使用先进的设备—光刻机 。
10nm芯片普通光刻机即可制作 ， 而7nm、5nm芯片就要使用AMSL公司的EUV光刻机 ， 那么EUV光刻机制作难度有多大呢？
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最先进的EUV光刻机 ， 有10万零件 ， 4万螺栓 ， 3000多条线路 ， 软管加起来两公里长 。 设备重180吨 ， 发货需要40个货柜 ， 20辆卡车 ， 价格高达1.2亿美元 。 而且都是提前预付款 ， 然后排队 ， 可以说就算有钱也未必买的到 。
光刻机到位后 ， 组装需要1年时间 ， 调参数、调模块 ， 一切准备好后 ， 开始光刻晶圆 ， 前前后后、大大小小几千次光刻 ， 每次光刻的合格率必须达到99.99% ， 否则几千次光刻累计的误差批量生产后 ， 会有大量的不合格产品 ， 良品率过低 ， 就意味着亏钱 。 在这方面不得不佩服台积电公司了 。
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所以说5nm芯片制作相比10nm ， 难度是指数级别的增长 。 那么不同制程的芯片性能又如何呢？
首先是苹果公司的A系列芯片：
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1、苹果A11采用10nm制程 ， 拥有6个核心 ， 43亿个晶体管 。
2、苹果A12是苹果公司首款7nm芯片 ， 晶体管数量达到69亿个 ， 包含一个六核CPU ， 一个四核GPU（比A11快50%） ， 神经引擎达到八个核心 ， 每秒可执行5万亿次操作 。
3、苹果A14在业内第一个使用5nm制程技术 ， 其晶体管高达118亿个 ， 搭载A14的iPadAir ， 与之前的iPadAir相比 ， CPU速度提高40%；图形性能是同类Windows笔记本的2倍 ， 每秒可执行11万亿次操作；神经引擎将机器学习性能提高了2倍 。
华为海思麒麟芯片：
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1、麒麟970采用10nm工艺制程 ， 有55亿晶体管 ， 核心数量12 ， 下行速度1200Mbps；
2、麒麟990采用7nm工艺制程 ， 有103亿晶体管核心数量16 ， 较上一代芯片性能提升33% ， 能耗降低50%；
3、预计麒麟9000采用5nm工艺制程 ， 有194亿晶体管 ， 较上一代芯片性能提升50%,功耗降低30% 。
可以看出随着工艺制程的降低 ， 工艺制作水平的提高 ， 芯片的性能也大幅提高 ， 功耗大幅降低 。
目前芯片技术基本掌握在欧美手里 ， 英伟达又宣布400亿美元收购ARM ， 如果收购成功 ， 从设计到制造 ， 都被美国“安排好” ， 美国就会垄断芯片技术和专利 ， 对我国高科技行业的“卡脖子”会更加严重 。
5nm、7nm、10nm芯片的差距究竟在哪？仅仅是大小吗？
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【5nm、7nm、10nm芯片的差距究竟在哪？仅仅是大小吗？】科技时代 ， 得“芯”者得天下 ， 唯有掌握核心技术 ， 加快国产替代 ， 才能实现弯道超车 ， 才能在未来科技领域占有一席之地！


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