为什么说1nm是半导体的极限?

为什么说1nm是半导体的极限?,第1张

1nm芯片不是极限。

1nm就是摩尔极限,也就是说,硅基芯片的极限精度理论上只能达到1nm,但由于自然环境的限制,其实际精度永远不可能达到1nm。

制程越小,功耗越小,在实现相同功能的情况下,发热小,电池可使用的时间更长。这就是芯片制程越来越小的主要原因。

台积电已经研发出了3nm芯片制造,本以为自己已经独占鳌头,却让人没有想到的是,近日英特尔突然宣布它们已经突破了芯片的摩尔极限,并且已经研发出三套方案,1nm不再是芯片精度的尽头。

发展:

芯片上有无数个晶体管,他们是芯片的核心,也就说,目前的技术是要把晶体管做的越来越小,这样,芯片上能容纳的晶体管就很多,芯片的性能就随之增加。

而目前最小的是1 nm栅极长度的二硫化钼晶体管。而且,并不是到1nm才会发生击穿效应,而是进入7nm节点后,这个现象就越来越明显了,电子从一个晶体管跑向另一个晶体管而不受控制,晶体管就丧失了原来的作用。

硅和二硫化钼(MoS2)都有晶体结构,但是,二硫化钼对于控制电子的能力要强于硅,众所周知,晶体管由源极,漏极和栅极,栅极负责电子的流向,它是起开关作用,在1nm的时候,栅极已经很难发挥其作用了,而通过二硫化钼,则会解决这个问题,而且,二硫化钼的介电常数非常低,可以将栅极压缩到1nm完全没有问题。

1nm是人类半导体发展的重要节点,可以说,能不能突破1nm的魔咒,关乎计算机的发展,虽然二硫化钼的应用价值非常大,但是,目前还在早期阶段,而且,如何批量生产1nm的晶体管还没有解决,但是,这并不妨碍二硫化钼在未来集成电路的前景。

CPU的nm是纳米的意思。

CPU nm指的是制造CPU或GPU的制程,或指晶体管门电路的尺寸,单位为纳米(nm)。目前主流的CPU制程已经达到了14-32纳米,更高的在研发制程甚至已经达到了7nm或更高。

越小的nm表示更先进的制造工艺,更先进的制造工艺可以使CPU与GPU内部集成更多的晶体管,使处理器具有更多的功能以及更高的性能;更先进的制造工艺会减少处理器的散热设计功耗(TDP),从而解决处理器频率提升的障碍。

扩展资料:

nm制造部分工艺详解:

1、硅提纯:

生产CPU与GPU等芯片的材料是半导体,现阶段主要的材料是硅Si,这是一种非金属元素,所以具有半导体的性质,适合于制造各种微小的晶体管,是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。

2、切割晶圆:

晶圆才被真正用于CPU与GPU的制造。所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片,并将其划分成多个细小的区域,每个区域都将成为一个处理器的内核。

3、影印:

在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻(Photoresist)物质,紫外线通过印制着处理器复杂电路结构图样的模板照射硅基片,被紫外线照射的地方光阻物质溶解。而为了避免让不需要被曝光的区域不受到光的干扰,必须制作遮罩来遮蔽这些区域。

4、蚀刻:

这是CPU与GPU生产过程中重要 *** 作,也是处理器工业中的重头技术。蚀刻技术把对光的应用推向了极限。曝光的硅将被原子轰击,使得暴露的硅基片局部掺杂,从而改变这些区域的导电状态,以制造出N井或P井,结合上面制造的基片,处理器的门电路就完成了。

参考资料来源:百度百科-nm (纳米简写)

百度百科-制造工艺


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