近日，國內(nèi)某AI公司發(fā)布了全球首個(gè)7nm量產(chǎn)芯片，很多媒體對它“稱贊”不已，甚至表示“中國芯”終于站起來了！這款芯片的發(fā)布意味著什么，它是一種什么樣的芯片，用途何在？筆者帶您揭開這個(gè)7nm量產(chǎn)芯片的神秘面紗。
首先帶大家回顧一下這款7nm量產(chǎn)芯片，令人驚訝的是這款芯片的發(fā)布者既不是華為、紫光、展銳等國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)巨頭，也不是寒武紀(jì)、深鑒科技等AI新星，而是杭州一家名不見經(jīng)傳的初創(chuàng)企業(yè)。據(jù)相關(guān)工作人員介紹，這款芯片由臺積電代工制造完成，而7nm是目前全球最領(lǐng)先的達(dá)到量產(chǎn)水平的芯片制程。
全球首個(gè)7nm量產(chǎn)芯片意味著什么？
值得肯定的是，7nm量產(chǎn)芯片的確是值得稱贊的，全球芯片制造主流制程是16nm/14nm，三星、英特爾、臺積電等領(lǐng)先芯片制造商已率先進(jìn)入10nm量產(chǎn)時(shí)代，目前中國大陸的芯片制造商處在28nm量產(chǎn)階段。
為什么很多企業(yè)紛紛表示將加大研發(fā)7nm量產(chǎn)芯片，到目前為止卻很少有人能造出來？這是因?yàn)殡S著半導(dǎo)體尺寸縮小，相應(yīng)光刻的工藝就要提升，比如曝光機(jī)用光源就要換成電子束或者波長更短的射線來保證不會(huì)產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象對圖形的影響。
當(dāng)尺寸縮小到一定程度時(shí)，尺寸縮小帶來集成度的提高產(chǎn)生的收益不足以抵消提高工藝所需的成本。同時(shí)7nm制程節(jié)點(diǎn)將是半導(dǎo)體廠推進(jìn)摩爾定律的下一重要關(guān)卡。半導(dǎo)體進(jìn)入7nm節(jié)點(diǎn)后，前段與后段制程皆將面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，半導(dǎo)體廠已加緊研發(fā)新的元件設(shè)計(jì)架構(gòu)，以及金屬導(dǎo)線等材料，期兼顧尺寸、功耗及運(yùn)算效能表現(xiàn)。
7nm和10nm的區(qū)別在哪？
所謂的XX nm其實(shí)指的是，CPU的上形成的互補(bǔ)氧化物金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管柵極的寬度，也被稱為柵長，7nm和10nm的差距在于柵長不一樣。
7nm制程可使CPU與GPU內(nèi)部集成更多的晶體管，使處理器具有更多的功能及更高性能。一方面可以減少處理器的散熱設(shè)計(jì)功耗從而解決處理器頻率提升的障礙；另一方面使處理器的核心面積進(jìn)一步減小，降低了CPU與GPU的產(chǎn)品成本。
據(jù)相關(guān)人員介紹，這款芯片能耗降低60%，核心體積降低70%，運(yùn)算能力和運(yùn)算速度將全力提高，使得在同業(yè)的競爭中占據(jù)有利地位。
雖然這款芯片提升了國人對“中國芯”的關(guān)注度，但對它的意義應(yīng)該理性人士。據(jù)一位知名業(yè)內(nèi)人士表示，選用先進(jìn)的芯片制程工藝也不一定就代表最先進(jìn)的產(chǎn)品性能，從設(shè)計(jì)難度上看，這種專用芯片與蘋果、高通等通用型芯片設(shè)計(jì)差距很大，因此對全球首發(fā)7nm芯片的意義和影響應(yīng)客觀認(rèn)識。
首個(gè)7nm量產(chǎn)芯片用來做什么？
芯片造出來了，誰給它買單就成了頭等大事。據(jù)悉，這是一款專門用來挖礦的ASIC芯片，ASIC芯片是一種為專門目的而設(shè)計(jì)的集成電路，它是一種供專門應(yīng)用的集成電路芯片技術(shù)。
ASIC設(shè)計(jì)需要根據(jù)電路功能和性能要求，選擇電路形式、器件結(jié)構(gòu)、工藝方案和設(shè)計(jì)規(guī)則，盡量減小芯片面積、降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期，最終設(shè)計(jì)出正確、合理的掩膜版圖，通過制版和工藝流片得到所需的集成電路。
從成本角度，ASIC的設(shè)計(jì)要求是在盡可能短的設(shè)計(jì)周期內(nèi)，以最低的設(shè)計(jì)成本獲得成功的ASIC產(chǎn)品，而7nm量產(chǎn)芯片的快速研制與量產(chǎn)也印證了它的特點(diǎn)。
國內(nèi)這家企業(yè)的7nm量產(chǎn)芯片應(yīng)用于自主研發(fā)的阿瓦隆比特幣挖礦機(jī)，和華為的麒麟芯片服務(wù)于華為手機(jī)有著異曲同工之妙。
有突破是好事，但“造芯”還得腳踏實(shí)地
中國作為全球最大芯片需求市場，進(jìn)口仍是當(dāng)前的主要方式，尤其是通訊、模擬、光電等高端芯片領(lǐng)域，國內(nèi)芯片企業(yè)市場占有率不高。近年來，人工智能大行其道，國內(nèi)AI芯片呈現(xiàn)一種“百花齊放”的局勢，很多言論言過其實(shí)，“彎道超車”的聲音不絕于耳。先不說芯片研制的難度不亞于造航母，芯片被研制出來，性能、用途、功耗等能否跟上主流市場，這些都有待驗(yàn)證。
作為一家初創(chuàng)企業(yè)，能在18個(gè)月的時(shí)間成功量產(chǎn)首個(gè)7nm芯片，反映了企業(yè)的潛力，但離國際頂級芯片的實(shí)力仍有差距。如果國內(nèi)AI企業(yè)一味追求快速“超越”英特爾、高通等芯片巨頭，這樣的心態(tài)不值得鼓勵(lì)，唯恐揠苗助長、錯(cuò)失市場良機(jī)。