近年來,全球對芯片的需求呈現出爆炸式的增長,芯片制造企業也在不斷增加。在眾多芯片企業中,臺灣積體電路制造股份有限公司(臺積電)和韓國三星集團一直處于領先地位,是這一領域的兩大巨頭。
盡管臺積電在市場份額和技術上仍稍占優勢,但三星近期宣布研發成功全球首枚3納米制程芯片的消息,還是讓整個行業為之震驚。
三星的這一技術突破憑借什么實現的?相比舊有芯片有哪些優勢?它對行業格局將帶來怎樣的影響?且讓我們拭目以待。
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先進的工藝帶來更出色的性能
之所以說三星的3nm芯片是一個突破,那是因為它采用了全球先進的GAAFET(環繞柵極場效應晶體管)技術,成功突破了以往芯片廣泛采用的鰭式場效應晶體管(FINFET)的技術障礙。
GAAFET技術通過在晶體管的四周環繞柵極,可以在有限的芯片面積內實現更高的晶體管密度。與FINFET相比,GAAFET技術降低了每一個晶體管的電容,所以可以顯著降低芯片的功耗。
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簡單來說,三星設計出了一個更小、更強大的芯片。在相同的芯片面積里,它可以容納更多的晶體管,運算速度更快,但耗電卻更少。這意味著電子產品配備這款芯片后,將可以提供更強的計算能力和更久的續航時間。
業內公認,這是繼十幾年前三維結構芯片問世之后的又一次重大技術突破。屆時我們手中的筆記本、手機等電子設備,性能會有大幅度提升,電池續航能力也會更出色。
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臺積電仍占優勢
即便三星取得了技術上的重大突破,業內人士也認為要直接撼動臺積電在芯片制造業的領先地位還為時過早。
臺積電擁有遍布全球的產能布局和大規模的生產能力。這不僅給其帶來了規模效應,也讓其可以及時滿足客戶的需求。
相比之下,三星的3nm芯片目前還處在試驗階段,要實現批量生產恐怕還需要一定的時間。
此外,臺積電在良品率方面的表現也歷來領先同行。以目前5nm工藝為例,臺積電的良品率可以達到80%以上,而業內其他公司的良品率可能只有60%左右。
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高出一個臺階的良品率意味著生產成本更低,產能更高。這是臺積電可以長期保持領先地位的關鍵所在。
我國芯片產業進步迅速
盡管目前高端芯片制造還由臺積電和三星主導,但我國的芯片產業也在穩步發展,實力大幅提升。即使面臨種種不利因素,國產芯片企業還是選擇自主創新,研發能力得到快速提升。
目前,我國已經完全掌握14納米工藝芯片的生產,在更先進的5納米工藝上也取得重要突破。以華為為例,它加大了對自主研發芯片的投入,成功研發出鯤鵬、天璣等移動芯片,有力支撐起其智能手機等產品。
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此外,國內民營企業也在創新上領頭。
廣東利揚最近宣布,他們已經研發出全球首款3納米工藝微處理器,填補了國內在極致工藝芯片制造上的空白。這標志著我國芯片工藝進入國際先進行列,實力得到國際認可。
持續進步的工藝推動產業發展
事實上,芯片制程工藝的進步才是這一行業不斷向前發展的原動力。隨著工藝的精益求精,芯片的晶體管尺寸越來越小,性能提升的同時功耗也越來越低,這恰恰契合了電子產品輕薄短小、功能強大的市場需求。
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三星和臺積電等企業的競爭,促使各方不斷創新工藝技術。他們爭相推出更先進的工藝芯片,讓行業整體獲得提升,這也給了我國企業迎頭趕上國際領先水平的機會。
雖然我們普通消費者很難直觀感受到納米級芯片的變革,但它們正在悄悄改變我們的生活。這些尺寸微小卻極其強大的芯片,是支撐起智能手機、云計算、人工智能等新技術的基石。讓我們拭目以待,這波芯片技術革命帶來的生活改變。
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