5纳米芯片是什么概念

5纳米芯片概念：5纳米是指芯片的特征尺寸，特征尺寸越小，制造出来mos管就更小，成本也就更低。

5纳米芯片意味着芯片更小，在单位面积内晶体管更为密切，功耗也更低。

5纳米芯片

五纳米的概念意味着能耗更小，性能更强。纳米（符号：nm），即为毫微米，是长度的度量单位。1纳米=10的负9次方米。1纳米相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小的多。单个细菌用肉眼是根本看不到的，用显微镜测直径大约是五微米。

假设一根头发的直径是0.05毫米，把它轴向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是1纳米。也就是说，1纳米就是0.000001毫米。

纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。

到了20世纪中后期半导体制造技术进步，使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件，集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片，是一个巨大的进步。

集成电路的规模生产能力，可靠性，电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。

从竞争对手不熟悉的地方实现弯道超车。中国引爆电动 汽车 产业革命，用的就是这个方法。电动 汽车 绕开了被西方垄断的内燃机技术而取得成功，第三代半导体有可能绕开被西方垄断的光刻机技术而取得成功。实现中国芯片跨越式发展，必须专注于其它国家没有明显优势的下一代技术——能够引爆人工智能产业的第三代半导体。

有人说，中国芯片制造落后的真正原因，是没有高端光刻机。其实这话只说对了一半，即使ASML将顶级的EUV光刻机卖给中国，中国也可能需要5-8年，重复别人做过的7纳米、5纳米、3纳米，不太可能一下跳到台积电面前去做2纳米芯片。更重要的是，即使同样是生产2纳米芯片，中芯国际在良率和稳定性方面，极有可能就玩不过台积电而最终导致抢不到订单。也就是说，硅芯片无论是在制造设备，还是制造工艺上都堪称被玩到极致的境界，在几乎全部专利被垄断的情况下，恐怕就不是一台EUV光刻机能够决定胜负的了。要不然，英特尔也懒得受台积电的气了，到2023年才开始生产7纳米芯片，不直接买台EUV生产3纳米芯片就可以了！

总体来看，如果硅芯片玩到2纳米制程是物理极限，那么现在开始着手量产3纳米的台积电，2纳米技术储备肯定是比较充分了的，就看什么时候心情好开始生产而已。也就是说，中国高端芯片制造注定只能是跟随者，很难有被超越的空间了。因此，将注意力集中在第三代半导体，把希望寄托在第三代半导体，是中国芯片出头天的不二选择。所谓的第三代半导体：就是以氮化镓、碳化硅、氧化锌和金刚石四大材料为代表的下一代半导体。具有抗高压、耐高温、传输速度快速，抗击游离辐射等特征，非常符合5G环境下的基站、快充、人造卫星、新能源 汽车 ，高压变电站，物联网等人工智能重要领域的应用。

第三代半导体为智能化时代而来，目前包括台积电、英特尔和三星第三代半导体也处于刚刚起步阶段。第三代半导体用什么设备来做，用什么工艺来做全部都是待确定，这给中国在该领域后来居上提供了巨大的机会。目前中国第三代半导体产业链正在快速形成中，有些终端产品已经实现量产。第三代半导体是个非常复杂的产业生态，中国不但具有巨大的市场，而且最敢尝试新产品。现在中国基本上从最底层技术开始优先使用本土品，从软件系统嵌入、终端产品标准化形成一条龙运作，外部第三代半导体产品想进入中国市场验证性能变得越来越难。中国在5G领先的情况下，凭借强大的制造业，必将在第三代半导体打造全球最完整的全产业链。

5nm芯片是集成电路的规模生产能力，可靠性，电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。

集成电路对于离散晶体管有两个主要优势：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。2006年，芯片面积从几平方毫米到350 mm，每mm可以达到一百万个晶体管。

这些年来，集成电路持续向更小的外型尺寸发展，使得每个芯片可以封装更多的电路。这样增加了每单位面积容量，可以降低成本和增加功能，见摩尔定律，集成电路中的晶体管数量，每1.5年增加一倍。总之，随着外形尺寸缩小，几乎所有的指标改善了，单位成本和开关功率消耗下降，速度提高。但是，集成纳米级别设备的IC也存在问题，主要是泄漏电流。

因此，对于最终用户的速度和功率消耗增加非常明显，制造商面临使用更好几何学的尖锐挑战。这个过程和在未来几年所期望的进步，在半导体国际技术路线图中有很好的描述。

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