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摩尔定律失败:5纳米和3纳米的尖端工艺成本变得更加昂贵
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在上一个问答环节中,我们讨论了先进半导体技术对CPU性能的影响。一般来说,工艺技术越先进,芯片晶体管越集成,中心面积越小,成本和性能越低。如果你在全球范围内思考,那就会有所不同。
台积电和三星已推出EUV 5nm工艺。虽然据报道Apple的A14处理器将在明年使用EUV 5nm工艺,而下一代可能是3nm工艺,但晶体管密度计算在内,但使用先进技术的成本非常高。虽然它增加了一倍,但16纳米工艺的芯片总成本也从16美元增加到30美元。
在全球半导体制造商中,英特尔,台积电和三星的工厂能够进入10纳米或更小的节点。其中,英特尔是内部生产。OEM只有三星和台积电。这两家公司正在进入市场,下一代技术竞争激烈,工艺路线图计划在5纳米和3纳米水平,工厂建设投资200亿美元。这是巨大的。
即使采用5 nm和3 nm工艺,与工艺改进相关的性能改进也在减少。台积电和三星宣布的5纳米工艺晶体管的性能仅为15-20%,而摩尔定律失败导致的问题不仅仅是一个问题。成本显着增加。此问题可能比改进的性能更成问题。
IBS之前曾基于Apple的A系列处理器进行模拟。升级到10nm,7nm,5nm和3nm工艺后的晶体管密度,包括16nm工艺,芯片面积和Apple A系统芯片的成本估计约为125mm 2。晶体管数量为33亿个,每个晶圆的晶圆数量为478个,净产量为359个。
在74件产品中,晶圆的价格为5912美元,约为每4亿晶体管4美元。
98美元,中央成本为16。
43美元。
从16nm到10nm,从5nm到3nm,晶体管继续增加,从16nm的3.3万亿增加到3nm的14.1万亿。晶体管的密度正在增加,Apple处理器的中心区域将减少,但在10 nm后仍为83,而在-85 mm之间,每个晶圆产生的核心数量为510到540很稳定。
然而,随着工艺技术的进步和困难的增加,冶炼厂价格从$ 7,12上涨到$ 7,000,从$ 16,500上涨到$ 10,000。
5纳米工艺芯片的成本也已增加到50,000美元和3纳米到24美元和30美元,其中3纳米工艺几乎是16纳米工艺成本的两倍。。
考虑到16和3 nm工艺之间多代工艺的更新,成本的两倍似乎不可接受,但需要借助摩尔定律快速减少电子产品你需要考虑这一点。由于随着成本时间的推移,电子产品的价值下降,因此复制芯片的成本对苹果和其他制造商来说是一个很大的考验。
此外,这里分析了制造芯片的成本,随着工艺的进展,研发成本也显着提高。专业网站Semiengingeering发表了一篇早期文章,介绍了各种工艺中芯片开发的成本,包括28 nm节点的开发。虽然该芯片在16纳米节点上的投资额为5130万美元,但需要1亿美元,而7纳米节点需要2个芯片。
5纳米节点的价值为590亿美元。
4亿美元3纳米工艺的设计成本仍然未知,根据这一比例增加到10亿美元并非不可能。
计算研究和开发,设计和绘图磁带的成本,将使芯片在未来5和3纳米工艺中的成本如此之高,以至于人们将能够跟踪最先进的工艺。

Time:2019-09-21 09:23:14  编辑:admin
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