为什么手机芯片工艺可以7nm，而电脑cpu只能14nm？

这个问题确实是太混淆视听了，必须说说，因为电脑CPU基本上英特尔占主导地位，它也曾是世界上最大的半导体公司，现在的第二大，它的CPU研发制造技术至少在现在还是独步天下，所以面对题主的问题：

1、你必须相信英特尔，至少现在是

2、当有人说我的工艺达到7nm，而电脑CPU还只用14nm时，请参阅第一条

为什么这么说，因为现在所谓的制程数字已经变成了一场营销的手段，所谓“7nm”营销标签与英特尔的“10nm”也就名称不同而已，晶体管的物理尺寸其实在相同的范围内，实际的区别在于看谁更不要脸。比如Global Foundries（GF，就是给AMD生产CPU的那家）最近称，他们新的7nm制程其实和英特尔10nm制程差不多。

咱们也不凭空乱说，上面是英特尔公布14nm晶体管的数据，它的栅极宽度为42nm，而同期三星的14nm制程栅极宽度为48nm，TSMC（台积电）的16nm制程为45nm，如果稍讲究点，英特尔的制程叫14nm的话，三星的应该叫16nm，但它偏偏也要叫14nm，谁让这没有什么强制标准要遵循呢。

实际区别远不止此，看最终的晶体管面积就好了，在1um^2的面积上，英特尔14nm晶体管可以摆上101个，三星14nm晶体管只能摆75个，TSMC的16nm晶体管能摆上81个。

所以，你现在能懂了吗？ 它说7nm不代表它真的就是7nm 。

英特尔将在明年量产10nm的产品，而它的水平可能与7nm相差无几，即使如此，你还是要相信英特尔更好。

首先对于半导体工艺而言，不同厂商的工艺标称都存在差异，一定程度上已经成了一场数字 游戏 竞赛，英特尔CPU现在使用的14nm工艺在许多参数指标上并不弱于台积电7nm工艺，而同样是7nm工艺的情况下，台积电比三星的还要好一些，所以各家代工厂都想通过半导体数字竞赛来提升自家工艺的吸引力，从而争取到更多客户，因为大部分人根本不懂其中具体的含义。

业界半导体工艺最先进的还是英特尔，先不说英特尔这几年在10nm工艺上遇到了麻烦，即使是英特尔能制造7nm工艺处理器也没有多余的产能可以代工，毕竟自家的CPU需求量很大，能满足自给自足就很不容易了。所以对于最先进的7nm工艺业界只有台积电和三星有能力代工制造，而手机对芯片的体积和功耗尤其敏感，自然都愿意使用最先进的工艺来制造。

先进工艺的价格会更贵，台积电7nm工艺无论是代工费还是研发费都比14nm高很多，也就是说厂商如果想要使用7nm工艺制造肯定要付出更多的成本，但是考虑到7nm工艺带来的性能提升和功耗降低，所以即使成本提高也能带来巨大的效益，不管是高通骁龙855还是华为麒麟980，很大程度上都是因为使用了7nm工艺而获得了巨大提升，产品的销量也因此而提高。

手机芯片相对电脑芯片小很多，所以在同样尺寸的晶圆下可以制造出更多的芯片，加上庞大的手机需求量，新工艺的成本分摊相对更便宜一些，而电脑芯片面积大得多，如果使用最新的工艺生产难免会提高不少成本，随着PC市场的成熟，芯片需求量也比手机少太多，所以这几年电脑CPU的工艺一直在14nm，但是从今年开始7nm工艺的CPU就会陆续推出。

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因为英特尔太老实了！

我们看到台积电和三星代工的芯片采用7nm制程工艺了。制程工艺的纳米数越小是越好的，因为发热控制、耗电都更好的控制，同样的位置能够容纳更多的晶体管。

表面上看7nm比10nm先进，10nm比14nm先进，这里指向的是线宽，但是芯片实在太过复杂了，不是一个线宽所能代表了。英特尔用来衡量半导体工艺的重要指标是晶体管密度。是的！晶体管的密度！英特尔的10nm的工艺是媲美三星和台积电的7nm工艺的。

英特尔的14nm工艺也是相当不错饿，英特尔虽然直到现在都在缝缝补补14nm工艺，但是与其他家对比优势明显，晶体管密度是20nm工艺的134%。

所以，三星和台积电的7nm甚至不及英特尔的10nm工艺，或者说英特尔的10nm工艺稍微好一点点。

但是问题也来了，英特尔的10nm工艺不知道什么时候能够量产，台积电的7nm工艺开始量产，三星将会再年尾跟进。所以，英特尔还是有一定压力的。

芯片采用什么样的制程，主要取决于需求。

芯片制程小带来的好处：

一般来讲， 芯片的制程越小，电阻越小、耗能越低，芯片工作时产生的热量越少，越省电。

芯片制程小带来的问题：

芯片制程越小，要求的制造工艺越高，制造成本越高。

随着智能手机的普及，应用功能越来越多，消费者对手机的性能要求越来越高。消费者想要运算能力更强，运行程序流畅，重量更强，待机时间更长的手机。这就需要芯片制程要小。

可见，手机芯片对制程的变小更迫切。希望更小、更省电、更散热。

而电脑CPU，电脑体积很大，对芯片体积缩小、耗电等性能指标需求不迫切。更注重运算能力指标。现在14纳米的芯片，对笔记本电脑来说已经足够小，足够省电了。

芯片制程和运算能力不是一个概念。

运算能力的强弱和芯片架构直接相关。

手机上的7纳米芯片，运算速度不一定胜得过电脑上的14纳米芯片。

因为手机芯片核心是高通和三星出的，而电脑芯片核心是intel出的，二者是不同公司，而且手机要越来越小，越来越超长待机，但是电脑对于屏幕大小不会这么在意，所以intel目前并没有推出7nm的产品。

一、7nm芯片工艺是什么？

7nm和14nm 主要是在处理器上进行蚀刻的大小，如果蚀刻越小就可以在处理器上放入比之前更多的计算单元，芯片性能就会越高，所以7nm工艺原则上放入计算单元更多，性能也就更强，而手机屏幕相对有限，所以对cpu要求比较高。

二、芯片14nm只是叫法，就像每个手机都说自己人全面屏

芯片7nm还是17nm只是叫法而已，很多企业乱叫，比如Intel公布14nm晶体管的数据，它的栅极宽度为42nm，但是三星的14nm制程栅极宽度为48nm，台积电的的16nm制程为45nm，本来三星应该叫16nm，但是他非要叫14nm。

而这个制程主要是大小，例如在1um^2的面积上，14nm晶体管intel可以摆上101个，三星只能摆75个，T台积电晶体管能摆上81个。

所以大家能看明白14nm还是16nm的影响了吗？其实并不大，intel14nm在其他厂商都可以叫10nm了。

三、电脑14nm芯片性能远超手机芯片

电脑14nm芯片是目前最好水平，因为电脑处理运算的要求比手机强很多，所以电脑芯片17nm芯片肯定远超手机7nm性能。

四、电脑目前并不太需要7nm

电脑对于屏幕的要求并没有手机那么高，所以其实对芯片大小要求不高，这也是为什么龙头企业因特尔没有推出7nm的原因，手机芯片竞争激烈，大家都要抢性能，所以高通今年推出7nm芯片。

不是电脑CPU只能14nm工艺，是因为英特尔还没有搞定10nm工艺，如果英特尔搞定了7nm工艺，那肯定会有7nm工艺的CPU上市

看起来这个题目已经有非常长时间了，我还是来凑热闹的回答一下吧。

多少纳米这个指的是线宽，越细的宽度，可以容纳的也就越多，但是不是说14纳米就一定会比7纳米更加的差。主要还是取决于你对于这个芯片所做的内容是否符合需求？手机希望的事处理能力强的同时，可以有更小的体积，更省电，使得其性能和续航都能够达到最巅峰的状态。

但是PC端的14纳米和手机端的芯片完全不一样，大小可以容纳的和可以处理的东西也都是完全不一样的。现在这个阶段Amd也有5纳米的cpu了，但是在使用体验上，并没有比英特尔的14纳米强多少。最终使用者还是要看使用体验和性价比的。

另外说一下，英特尔这么多年了，牙膏厂不是白叫的。

目前电脑CPU已经达到10nm了，并且这个10nm不会比手机的7nm差。

一、台积电的工艺制程不一定是真的，台积电自己都承认所谓的7nm只是数字 游戏

其实关于台积电的所谓7nm，5nm什么的，一直以来就有人质疑是不是真的，而在去年，台积电研发负责人、技术研究副总经理黄汉森终于不再回避这个制程问题，他直言不讳的称“现在描述工艺水平的XXnm说法已经不科学了，因为它与晶体管栅极已经不是绝对相关了。制程节点已经变成了一种营销 游戏 ，与 科技 本身的特性没什么关系了。”

这是什么意思？也就是所谓的7nm、5nm其实已经不能代表是真正的制程了，而只是一种数字 游戏 ，只是营销需要造成的。

而在英特尔，关于芯片制程，有另外一套计算方法，不完全是靠什么7nm、10nm这样的制造来描述的，而是按照晶体管的密度指标来的。

Intel在2018年打造的首款10nm工艺的CPU来看，其逻辑晶体管密度达到了当时惊人的100.76MTr/mm²，也就是每平方毫米内包含超过1亿个晶体管。而台积电的7nm的芯片，也就达到这个水平，从另外一方面而言，台积电的7nm，其实水平也就和英特尔的10nm差不多。

再看看上面的intel的14nm技术，明显晶体管密度也是高于其它厂商的制程的，可见只有英特尔的制程是没有太多水份的，其它厂商的制程其实是有水份的。

二、基于这个逻辑，不同厂商之间，其实只看制造没有意义的

基于上面的分析，其实可以得出一个结论，那就是不同的厂商之间，纯粹看制程是没有意义的，因为不管是三星，还是台积电，还是英特尔，大家对制程的定义是不一样的。

大家的指标不一样，台积电同工艺的晶体管密度比不上Intel甚至三星，看晶体管密度，英特尔最强，但大家更喜欢看所谓的制程，所以才有了今天不断前进的工艺。

至于最后究竟谁强谁弱，又谁管呢？台积电订单都接不完，管你说它是真还是假，再说了手机芯片和电脑CPU又不一样，怎么能这么对比呢？明显电脑CPU强太多了，频率更高，计算能力更强啊。

这个问题本身可以说是一个伪命题！

手机芯片的7nm工艺可以说是三星和台积电玩的一个文字 游戏 ，现代智能手机的SoC是包括CPU、GPU、基带、ISP、USB控制器、磁盘控制器、GPS、声卡等多种模块在内的一体芯片，决定制程的是晶圆技术，而现在手机SoC的制程远远没有达到7nm！

当前最先进还是英特尔的10mn。所谓的7nm制程，只是厂商的自我安慰

2015年，半导体行业就宣告踏入14nm的时代，而手机cpu在2014年还用着28nm和20nm的cpu，而英特尔在2012年就量产了22/20nm，这就表明在cpu制造领域，英特尔是领先的存在！

并且 手机SoC制程实际上远也未达到7nm ，7nm只是三星和台积电的宣传噱头，是双方为了争夺对手的客户自己命名的，所谓7nm估计也就是英特尔14nm水平，目前制程最先进的依然是 英特尔的14nm工艺和即将量产的10nm 。

而且，电脑cpu的核心面积大，功率也要比手机大很多，如果做成7nm的话，散热问题就非常难解决了，毕竟 晶体管小了，核心面积更小，散热问题当然会更大 ，对制造要求也更高。如果说，手机是精简指令集，那么电脑就是复杂指令集，手机芯片相对于电脑CPU来说就是简单的重复的晶体管堆砌，而在制作中越简单重复的芯片，越容易做的更加精简！

所以说， 不是说手机芯片工艺可以7nm，而电脑cpu只能14nm。 而是， 手机芯片的7nm工艺现在还是不存在的，至少当前市场上的7nm芯片是名不符实的， 不能某些人说它是7nm工艺，你就真的以为它是这么多，毕竟当英特尔用22nm时，其他一众都在用28nm，没道理一下子就被超出一大截！

其实严格按照英特尔的标准来说，现在的手机的7nm比电脑的14nm是好不了多少，甚至还有所不及，估计等到英特尔的10nm量产后， 现在所谓的7nm就上不了台面了！

电脑CPU同样可以用7nm，甚至5nm的工艺

电脑的CPU和手机SoC芯片使用的架构不同，应用场景也不一样。主流的电脑CPU基本上给英特尔和AMD垄断，它们使用的都是X86的架构；能够设计高端手机SoC芯片的有苹果、高通、华为、三星、联发科等，但它们使用的都是ARM的架构，需要获得ARM公司的授权。电脑CPU以性能为主，它的尺寸可以较大，也允许它有更多一些的能耗。老大哥英特尔（Intel）的CPU是自己的芯片工厂生产的，2005使用的是45nm工艺，基本上保持着每两年升级一次生产工艺的节奏，目前已经进化到了14nm，正在往10nm推进，以后同样会出现7nm、5nm工艺的CPU。

电脑CPU为什么是14nm工艺

首先电脑CPU缺少竞争，英特尔（Intel）是老大，AMD是老二，老二也追不上老大。每一代CPU的研发投入都是巨大的，必须要获取足够的回报，目前英特尔（Intel）正在发展10nm的工艺，每一项密度指标都领先于竞争对手。即使使用14nm工艺设计和生产CPU，英特尔（Intel）都可以保持该领域的领先，都可以赚得盆满钵满，你说他何必急于推出更先进的10nm或者7nm工艺制程的CPU呢？只需要保持节奏就可以了！

手机SoC芯片工艺为什么这么快去到7nm?

首先手机SoC芯片对尺寸的功耗要求相对较高，想在较小的尺寸内设计出性能更强劲的SoC芯片，就需要更多的内核和集成更多的晶体管，这就需要更先进的生产工艺了。

另外手机SoC芯片虽然都是使用ARM的架构，但ARM公司并不生芯片，他授权给苹果、高通、华为、三星、联发科等等去设计芯片。这样一来，竞争就多了，谁能设计、生产出更先进的芯片就可以赚到更多的钱。

所谓的7nm或者14nm指哪里的尺寸呢？

大家都知道芯片集成了大规模的晶体管，晶体管工作时，电流会从漏极(Drain)流向源极(Source)，但要受到栅极(Gate)这道闸门控制，而这道闸门非常重要的，这道门的开和关代表着数字电路中的“1”和“0”。所谓7nm或者14nm指的就是这么门的宽度了。

芯片中的晶体管做那么小有什么好处呢？

芯片的本质是将大规模集成电路小型化，封装在方寸之间的空间里。英特尔的10纳米单元面积为54*44纳米，每平方毫米有1.008亿个晶体管。Nm(纳米)是厘米、分米和米等长度单位，1纳米等于10减9米。一纳米相当于原子大小的四倍，是人类头发直径的十万分之一，比单个细菌的长度(5微米)小得多。芯片的制造过程就像一座房子。首先以晶圆为基础，然后将电路和晶体管一层一层堆叠起来，完成想要的形状。芯片具有各种封装形式。芯片封装最初的定义是保护芯片免受周围环境的影响，包括物理和化学影响。今天的芯片封装是指用来安装半导体集成电路芯片的外壳，起到放置、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。它是芯片内部世界与外部电路之间的桥梁(芯片上的触点通过导线与封装外壳的引脚相连，封装外壳通过印制板上的导线与其他器件相连)。根据国际半导体技术蓝图(ITRS)，芯片工艺中的纳米数越小，越先进。我们常说的芯片14nm、12nm、10mm、7nm是用来描述半导体工艺的节点代数。它们通常用晶体管的半节距或门长等特征尺寸来表示，以衡量集成电路技术的水平。在不同的半导体元件上，描述的对象是不同的。例如，在DRAM芯片中，它描述了DRAM单元中两条金属线之间的最小允许间距的一半长度，半间距长度；当用于CPU时，它描述了CPU晶体管中栅极的长度。在电子显微镜下，32纳米和22纳米晶体管然而，门长并不代表一切。栅极之间的距离和互连间距也是决定性能的关键因素。这两个距离决定了单位面积的晶体管数量。在晶体管密度方面，2014年英特尔2000年发布的14nm节点为每平方毫米3750万个晶体管，略低于TSMC的每平方毫米4800万个晶体管和三星的每平方毫米5100万个晶体管。英特尔10nm节点晶体管密度为每平方毫米1.008亿，三星7nm节点密度为每平方毫米1.0123亿，基本相同；TSMC声称，第一代7nm节点的晶体管密度约为16nm节点的3倍，10nm节点的1.6倍，因此估计每平方毫米约有8000万个晶体管，略低于英特尔10nm节点水平；但是2019年，TSMC采用EUV技术的N7+节点也有望量产，晶体管密度将提高20%，从而晶体管密度将达到每平方毫米1个。约1亿水平，将与英特尔，三星2019每年量产流程基本相同。工艺的进步可以提高芯片的性能，包括三个方面:规模增大、频率提高、功耗降低。规模对应的工艺指标主要有晶体管密度、栅极间距、最小金属间距等。相应频率和功耗指标主要包括栅长、鳍高等。随着晶体管密度的增加，可以扩大芯片的晶体管规模，增加并行工作的单元或核心的数量，或者减小芯片面积，提高成品率，降低单位成本。门长度越小，芯片的频率越高或者功耗越低。栅长减小(或沟道长度减小)减小了源漏之间的距离，电子只需流动一小段距离就可以运行，从而提高晶体管的开关频率，提高芯片的工作频率；另一方面，栅极长度和电子流距离的减小可以降低芯片的内阻、所需的开启电压和工作电压。在相同的工作频率下，压降导致更低的功耗(动态功耗P=c*v2*f，功耗与电压和频率的平方成正比)。提高芯片频率和降低功耗这两个目标不能兼得。晶体管的功耗包括静态功耗和动态功耗。静态功耗是电路稳定时的功耗，即常规电压乘以电流；动态功耗是指电容充放电功耗和短路功耗，也就是晶体管在做什么1和0相互转换时，会根据转换频率产生不同的功耗；根据Dendel的定标定律，晶体管面积的缩小，使得晶体管消耗的电压和电流几乎同比例缩小。例如，如果晶体管的尺寸减半，静态功耗将减少到四分之一(电压和电流同时减半)。在行业初期，根据Dennardscaling，设计师可以大幅提高芯片的时钟频率，因为提高频率带来的更多动态功耗会被降低的静态功耗抵消。大概在2005之后，漏电现象打破了Dennard提出的原有定律，使得晶体管在更小的工艺下制造时，静态功耗不减反增。同时也带来了巨大的热能转换，使得芯片的散热成为一个亟待解决的问题。所以芯片无法在提高频率的同时继续降低整体功耗。根据动态功耗P=C*V2*F可以得出，提高频率和降低功耗这两个目标之间的关系是相反的，需要根据芯片设计来寻求两者之间的平衡。当栅极长度(或沟道长度)减小到一定程度时，容易产生量子隧穿效应，从而导致大电流泄漏问题。这就是FinFET，或者说鳍式场效应晶体管技术出现的原因。晶体管从2D平面结构走向3D鳍片结构，增加鳍片高度可以减少漏电的发生，进一步提高性能或者降低功耗。在FinFET结构中，三个面被栅极包围，可以有效控制漏电。随着鳍片高度的增加，栅极可以更有效地控制电流，随着可控性的提高，栅极可以用更低的电压来切换开关，并且可以用更少的能量来导通/关断。同时，电子在三个表面上流动，增加了流动电子的数量，进一步提高了性能。芯片性能的不断提升是先进制造工艺的核心追求。多年来，先进的制造工艺首先应用于旗舰智能手机AP或计算机CPU。手机主芯片通常采用最先进的两代工艺制造。旗舰手机主芯片是工艺最前沿的，引进最先进的工艺后才会采用。新工艺出现后会向下转移，而低端手机主芯片通常是次高工艺制造。目前7nm和10nm的主要应用有高端手机AP/SoC、个人电脑和服务器CPU、矿机ASIC等。等等。14nm的主要应用包括高端手机AP/SoC、显卡GPU、FPGA等。成熟28纳米节点的主要应用包括低端手机、平板、机顶盒、路由器等主要芯片。先进工艺竞争成为影响芯片的决定性因素。工艺改进对芯片性能提升有明显影响。工艺改进的效果包括频率提高和架构优化。一方面，工艺的提升与频率紧密相连，使得芯片主频提升；另一方面，工艺改进导致晶体管规模的提高，支持更复杂的微架构或内核，导致架构的改进。随着工艺节点的进展，可以发现频率随工艺增长的斜率有所减缓。由于Dendel标度律的失效以及随之而来的散热问题，单纯持续提高芯片时钟频率已经不太现实，厂商逐渐转向低频多核架构的研究。

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