芯片工艺发展到1nm之后怎么办？摩尔定律会失效吗？
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文/小伊评科技
当然不是。
先来给大家科普一下“1nm是芯片终点”这个言论是怎么来的。
大家应该都知道，一枚芯片内部其实就是由数十亿甚至数百亿颗“晶体管”构成的，而晶体管通俗来讲就是一个又一个的电路开关（处理器之所以能够处理信息其实就是由这些开关开实现的，机器码中采用二进制的010101对应的就是这些开关的打开和关闭）。咱们所听到的诸如5nm，7nm工艺，本质就是指这些晶体管中栅极的宽度（5nm工艺的晶体管栅级宽度就是5nm，7nm工艺就是7nm以此类推）
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1纳米的长度大约相当于9个硅原子排列，硅原子表面还有电子包裹，按照这个情况，1纳米的工艺应该已经是硅的极限了，再小下去就无法实现半导体的功能，再发展下去就需要另外寻找更合适的半导体材料
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可以说是会，也能说是不会！
1纳米会是硅基芯片的极限。但是，并不是其他材质的极限！比如碳基，或者其他材质！
材料是有极限的，但是科技无极限！
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不会，这个是硅离子最小的间隔。等找到下一个适合做半导体材料且价格实惠的时候，就会突破1纳米。
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当然不是，先来给大家科普一下“1nm是芯片终点”这个言论是怎么来的？大家应该都知道，一枚芯片内部其实就是由数十亿甚至数百亿颗“晶体管”构成的，而晶体管通俗来讲就是一个又一个的电路开关（处理器之所以能够处理信息其实就是由这些开关开实现的，机器码中采用二进制的010101对应的就是这些开关的打开和关闭）。咱们所听到的诸如5nm，7nm工艺，本质就是指这些晶体管中栅极的宽度（5nm工艺的晶体管栅极宽度就是5nm，7nm工艺就是7nm以此类推）
那么栅极的宽度越小，单位面积内所容纳下的晶体管数量也就越多，而晶体管数量是衡量处理器性能的一个核心指标，理论上来讲晶体管越多，处理器的综合性能也就越强，这一点应该很好理解，毕竟人多力量大吗，芯片也是一个道理。举个例子，采用5nm工艺的麒麟9000的晶体管数量就达到了153亿颗，而麒麟990只有103亿颗，所以麒麟9000的性能就要比麒麟990强很多，这就是晶体管数量提升所带来的结果。
另外，栅级的宽度越小，栅级之间的电阻也就越低，电阻降低也就意味着芯片的功耗会降低。那么也就意味着芯片设计公司可以在功耗不变的情况下提高处理器的时钟频率（也就是主频）而主频的提升可以大幅度提高处理器的单核性能。所以处理器工艺的提升本质上就是一个提高晶体管排列密度以及降低功耗的过程，在聊清楚了芯片工艺提升的本质，我们就来说一说“1nm工艺是芯片终点”这个说法的由来。
根据前文所说的知识我们可以知道，1nm的工艺，意味着晶体管中栅架的宽度只有1nm，而目前所有半导体芯片基本都是采用硅作为基础材料，而硅最基础的组成部分也就是硅原子的直径为0.24纳米。也就是说，在1nm的工艺下，晶体管中栅极的宽度只有四个半硅原子那么大，非常非常薄。在这种情况下，硅元素组成的栅极的电阻会无限趋近于0，那么既然都没有电阻了，还怎么起到阻拦电子的作用呢？所以就很容易出现电涌以及电子击穿的问题（其实7nm工艺就已经很明显了）从而影响芯片的实际应用。
所以，对于硅基单栅极芯片来说，别说1nm工艺了，2nm都是一个坎，3nm很有可能就是硅基芯片的终点了。这就是1nm工艺是芯片终点这个言论的由来。
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即使是硅芯片的终点，也不会是其它材料或形式芯片的终点。
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适用了20余年的摩尔定律近年逐渐有了失灵的迹象。从芯片的制造来看，7nm就是硅材料芯片的物理极限。不过据外媒报道，劳伦斯伯克利国家实验室的一个团队打破了物理极限，采用碳纳米管复合材料将现有最精尖的晶体管制程从14nm缩减到了1nm。那么，为何说7nm就是硅材料芯片的物理极限，碳纳米管复合材料又是怎么一回事呢？面对美国的技术突破，中国应该怎么做呢?
芯片的制造工艺常常用90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm来表示，比如Intel最新的六代酷睿系列CPU就采用Intel自家的14nm制造工艺。现在的CPU内集成了以亿为单位的晶体管，这种晶体管由源极、漏极和位于他们之间的栅极所组成，电流从源极流入漏极，栅极则起到控制电流通断的作用。而所谓的XX nm其实指的是，CPU的上形成的互补氧化物金属半导体场效应晶体管栅极的宽度，也被称为栅长。栅长越短，则可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶体管——Intel曾经宣称将栅长从130nm减小到90nm时，晶体管所占得面积将减小一半；在芯片晶体管集成度相当的情况下，使用更先进的制造工艺，芯片的面积和功耗就越小，成本也越低。
栅长可以分为光刻栅长和实际栅长，光刻栅长则是由光刻技术所决定的。由于在光刻中光存在衍射现象以及芯片制造中还要经历离子注入、蚀刻、等离子冲洗、热处理等步骤，因此会导致光刻栅长和实际栅长不一致的情况。另外，同样的制程工艺下，实际栅长也会不一样，比如虽然三星也推出了14nm制程工艺的芯片，但其芯片的实际栅长和Intel的14nm制程芯片的实际栅长依然有一定差距。
为什么说7nm是物理极限？
之前解释了缩短晶体管栅极的长度可以使CPU集成更多的晶体管或者有效减少晶体管的面积和功耗，并削减CPU的硅片成本。正是因此，CPU生产厂商不遗余力地减小晶体管栅极宽度，以提高在单位面积上所集成的晶体管数量。不过这种做法也会使电子移动的距离缩短，容易导致晶体管内部电子自发通过晶体管通道的硅底板进行的从负极流向正极的运动，也就是漏电。而且随着芯片中晶体管数量增加，原本仅数个原子层厚的二氧化硅绝缘层会变得更薄进而导致泄漏更多电子，随后泄漏的电流又增加了芯片额外的功耗。
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当然不是。
先来给大家科普一下“1nm是芯片终点”这个言论是怎么来的。
大家应该都知道，一枚芯片内部其实就是由数十亿甚至数百亿颗“晶体管”构成的，而晶体管通俗来讲就是一个又一个的电路开关（处理器之所以能够处理信息其实就是由这些开关开实现的，机器码中采用二进制的010101对应的就是这些开关的打开和关闭）。咱们所听到的诸如5nm，7nm工艺，本质就是指这些晶体管中栅极的宽度（5nm工艺的晶体管栅级宽度就是5nm，7nm工艺就是7nm以此类推）
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1没有绝对意义，0.9999，1.0001之类的呢，所以1应该不是终点。可能到不了人类就放弃了，也可能超过才放弃。