小白也能看懂 半导系统编制程/工艺/分娩的秘密

　　制程的秘密：多少nm很主要吗?

　　摩尔定律大家肯定都知道：每过18个月，单位面积上的晶体管数量增加一倍嘛！
然而多年来半导系统编制程从65nm到32nm，再到28nm，还有近两年的14nm、16nm和10nm，觉得也没什么规律啊！
这里我们就须要认识一下尺寸的打算办法，以及“半代升级”和“整代升级”的观点了。

　　首先，单位面积内晶体管数量翻倍并不虞味着制程就要缩小一半，缩小一半的话单位面积晶体管数量不就翻4倍吗？以是如果要担保两倍的发展，那么整代升级该当乘以0.7。
以是从14nm 到10nm，以及后面从10nm 到7nm，都是遵照了摩尔定律的整代升级。

　　但是在几年以前，我们却经历过一段“半代升级”的风潮，冲破了0.7的规律。
在 40nm 前后几年，恰好是存储器需求飞速发展的韶光段，考虑到0.9倍的制程升级就能将闪存容量提升1.24倍，且0.9倍的升级技能大略，半年就能完成，以是不少代工厂开始“半代升级”制程来帮助 NAND 闪存厂商抢占市场。

　　正常来说制程升级该当是45nm—32nm—22nm—14nm—10nm，也便是经典的Tick Tock。
但是台积电当年在 45nm 之后却推出40nm，这也迫使英特尔和三星等厂商冲破了规律，在2010年前后启用了 NAND 专属的 35nm 制程（有趣的是华为海思四核也用了35nm 制程）。
而鸡贼的台积电后来又跳到 28nm，抢占制程高地，这显然让英特尔和三星很不愉快，所往后期三星和英特尔都回到了正常的升级策略，并且从那往后，英特尔就一贯对半代升级嗤之以鼻（恼羞成怒）。

　　而台积电在坚持了 20nm 和 16nm 两代之后，也主动回到了 10nm 的正轨。
缘故原由非常大略，由于 NAND 颗粒并不是制程越小性能越好，20nm 之后就会发生严重的电子滋扰，以是在 20nm 制程后，各大厂商都转向了3D NAND 技能（如果大家对闪存有兴趣我们今后也可以科普），再今后大家也不在 NAND 的制程上较劲了。

　　工艺的秘密：这些字母实在很好懂

　　至于后缀的那些英文实在也不难明得，比如 FinFET 工艺（把稳哦，多少纳米叫制程，而后缀指的是工艺），这一工艺最早由英特尔在22nm 制程时提出，而现在英特尔、台积电和三星都用的 FinFET 。

　　由于制程中 22nm 是指每个晶体管中两个栅极之间的间隔，以是 22nm 并不是指晶体管尺寸，一样平常一个 22nm 制程的晶体管尺寸高达 90nm ，而栅极间距越小电子流动的韶光就越短，以是性能就提升了。
但是随着栅极间隔越来越小，绝缘效果就会低落导致泄电，以是每经由几代制程升级，就须要有一次工艺升级来办理这个问题。
FinFET 之前已经有过High-K、HKMG 等工艺了，而 FinFET 之后，我们还会见证 FD-SOI 、GAA的竞争。

　　至于 FinFET 的事理，它的全称是“鳍式场效晶体管”，大略说来便是讲栅极之间的绝缘层加高，来增强绝缘效果减少泄电征象，是不是以为挺傻瓜的？但每每是看起来很大略的想法，实现起来却无比困难。

　　说完了 FinFET，我们还有末了一个后缀，便是昨天宣布中的 LPP、LPE 了，实在这些指的都是同一代工艺中的不同种类，比如 LPE（Low Power Early） 指早期低功耗工艺，而 LPP(Low Power Plus)指成熟的低功耗工艺，而适用于移动设备的 LP 系列实在还包含 LPC、LPU 。
而且这些后缀并不是10nm 专属，三星 FinFET 工艺都是这样的命名办法，比如14nm FinFET 中，骁龙820是 LPP，而骁龙821则是 LPU。

　　并且除了 LP 系列之外，当然还有主打高性能的 HP(High Performance)系列， 这个中又分为很多种，这里就不展开讲了。
但是这也只是三星芯片的划分方法，像台积电虽然也是 FinFET 工艺，但是却分为了FinFET Plus、FinFET Compact 等几种。

　　生产的秘密：光刻机被卡脖子啦！

　　说完了技能，我们末了不如落莅临盆上聊一聊？毕竟随着工艺的提升，对付生产设备的哀求也越来越高了，过去各家在蚀刻晶圆的过程中用的都是深紫外光微影系统，简称 DUV，而随着制程超过10nm，现在 DUV 已经知足不了精度哀求，这时极紫外光微影系统（EUV）就上线了。

　　说到 EUV 是不是以为很眼熟？没错，不久前三星刚刚以1.5亿欧元每台的价格从 ASML 订购了10台 EUV ，然而 ASML 这么久也一共才生产了23台，很显然，三星是想在 8nm/7nm 时期抢占先机。
这已经不是他们第一次这么做了，当初在 OLED 的发展初期，他们就买走了市情上仅有7台蒸镀机中的5台（蒸镀是OLED 生产中的主要步骤），借此延缓了 LG 和京东方的 OLED 生产操持。

　　总而言之，现在半导体行业在进入10nm 时期之后，无疑将会面临制程、工艺以及生产的三重寻衅，未来三星、台积电和 Intel 是会连续三足鼎立，还是会有人旧人掉队、新人加入呢？我们拭目以待！