冷知識：所謂的7nm芯片上沒有一個(gè)圖形是7nm的

最近因?yàn)槟持麌a(chǎn)品牌手機(jī)的高調(diào)回歸，國內(nèi)市場上燃起了一股關(guān)注國產(chǎn)7nm高端芯片的熱潮。

有意無意之間，我也看了不少網(wǎng)上關(guān)于國產(chǎn)自主7nm工藝的文章。不過這些文章里更多是抒情和遐想，卻很少有人針對技術(shù)本身做過深入解釋和探討。

當(dāng)然，關(guān)于國產(chǎn)7nm工藝技術(shù)的具體來源細(xì)節(jié)，我其實(shí)了解也不多，也不方便公開討論。但至少我覺得有必要寫些文字給非半導(dǎo)體制造行業(yè)的人士講解一下，一般意義上所謂的7nm工藝到底是怎么回事。

首先簡單明確一個(gè)事實(shí)：正如我文章標(biāo)題所言，7nm工藝其實(shí)只是一個(gè)等效的說法，實(shí)際上7nm芯片上所有層的最小線寬都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于7nm。

上圖是我整理的ASML目前在售的各類光刻機(jī)的型號及技術(shù)指標(biāo)清單。從表中可見，最先進(jìn)的DUV光刻機(jī) TWINSACAN NXT 2100i的最高分辨率只有38nm；而EUV光刻機(jī) 3600D的分辨率也只有13nm在晶圓廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，無論是用DUV加多重曝光或者是EUV（在7nm~5nm工藝中，EUV都只是單次曝光）都無法達(dá)到7nm的分辨率/CD值（半間距）

當(dāng)初FinFET工藝被采用后，雖然實(shí)際上圖形的線寬/分辨率并沒有大幅度提高，但由于晶體管的結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化以后，其整體尺寸是明顯微縮了。這就使得我們能夠在單位面積的晶圓上容納更多數(shù)量的晶體管。從效果的角度上，開發(fā)者將其對比原有平面晶體管的密度來換算出一個(gè)名義上的等效線寬：也就是我們一般所謂的14nm、7nm...從20nm開始，所有晶體管都開始采用FinFET工藝后（3nm開始有了GAA等新技術(shù)），這個(gè)線寬就都完全是等效出來的了

不過這個(gè)等效的計(jì)算方式各家也有不同依據(jù)，導(dǎo)致其中也有大量水分和貓膩。從下圖可見，不同廠家所謂的同一工藝節(jié)點(diǎn)上，實(shí)際晶體管密度都不一樣

以7nm為例，TSMC和三星的晶體管密度都分別只有每平方毫米0.97和0.95億個(gè)晶體管，而英特爾的7nm則達(dá)到1.8億個(gè)。所以不是晶圓制造領(lǐng)域的專業(yè)認(rèn)識很容易被這些標(biāo)稱線寬所迷惑

那行業(yè)內(nèi)的人是用什么指標(biāo)來具體衡量一個(gè)工藝的實(shí)際情況呢？大家不妨看看下圖中，Techinsight做的兩家晶圓廠7nm工藝技術(shù)的參數(shù)對比：

怎么樣？如果您不是晶圓制造行業(yè)方面的專業(yè)技術(shù)人員，對于這些專有名詞會(huì)感到很陌生，甚至完全不知所云？

其實(shí)沒有關(guān)系，這些技術(shù)術(shù)語和指標(biāo)代表的意義也沒有那么復(fù)雜。如果能加以講解，也是一點(diǎn)就破的事情

遺憾的是，限于篇幅，我無法在本文里把這么多內(nèi)容一一解釋清楚。不過我還是整理了一個(gè)講解的資料，作為線上課程的內(nèi)容在月底給大家詳細(xì)講解一下

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