首先呢,厂商是绝对会增加CPU的面积,以Intel现在的处理器为例,四核的Core i3系列核心面积为126mm²,六核的Core i5/i7核心面积为149.6mm²,而高端旗舰X299平台的10核以下(Core i9-7900X以下)产品核心面积为322mm²,18核以下(Core i9-7920X到Core i9-7980X)的产品核心大小为484mm²,服务器用自强白金28核处理器核心面积高达646mm²,大家可以来感受下:

002ednc20180509 Core i7-8700K的核心

003ednc20180509 Core i9-7900X的核心

004ednc20180509 Core i9-7920X的核心

增大核心面积可以简单粗暴的增加CPU的核心数量并加入更多的功能和指令集,然而这也提升了产品成本,应为晶圆的尺寸是固定的,切割出来的芯片越小成本就越低,而且在单位面积出错率固定的情况下,面积越大的芯片蚀刻时上面有坏点变成不良片的可能性就越大,实际上大型芯片的不良率远比小芯片高,所以厂商们都想放设法在尽可能小的芯片里堆更多的东西,那只能升级工艺了。

更先进半导体工艺的优势其一:降低生产成本

基本上所有芯片的生产都要经过7个工序,分别是:硅提纯,切割晶圆,影印,蚀刻,重复、分层,封装,测试,当中蚀刻工序最重要的工作,它是用激光在硅晶圆上面雕刻晶体管的过程,这个过程是由激光来完成的,所用激光的波长就是该技术提升的关键,它影响着在硅晶圆上蚀刻的最小尺寸,也就是线宽。

005ednc20180509 Intel不同制程工艺的成本、核心面积

我们常说的多少nm都是指线宽,也就是芯片上的门电路宽度,缩小线宽意味着晶体管可以做得更小、更密集,而且在相同的芯片复杂程度下可使用更小的晶圆,于是成本降低了。

更先进半导体工艺的优势其二:频率更高,电压更低

在缩短芯片内元件间距之后,晶体管间的电容也随之降低,这可以提升晶体管的开关频率,这时整个芯片的工作频率就上去了,这也为什么每升级一次工艺CPU的频率都会明显提升的原因。

另外缩小晶体管的尺寸也会减少它们的内阻,这可以降低它们的导通电压,这代表CPU可以在更低的电压下工作,所以使用新制程的CPU的电压较上一代产品都有所降低,另外CPU的功耗是与工作电压的平方成正比的,工作电压的降低,可使它们的功率也大幅度减小。

(来源:超能网)

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