然而 ， 无论是新材料 ， 还是GAA技术 ， 都难以在短时间内解决问题 。 有研究人员发现 ， 若想在碳纳米管晶体管中使用二氧化铪来替代二氧化硅成为栅极电介质材料 ， 二氧化铪同样难以在所需的薄层中形成高介电常数的电介质 。
GAA结构的量产实现同样困难重重 。 据了解 ， 近期三星采用GAA结构打造的3nm芯片 ， 良率仅在10%~20%之间 。 而台积电在其第一代3nm制程中仍将保持采用FinFET工艺 。
“在半导体领域当中 ， 任何一种技术的转换或更迭 ， 往往需要经历多年的试错和改进 ， GAA结构虽然在5nm以下的制程中 ， 具有较为明显的优势 ， 但其最终能否实现预期的高性能和低功耗 ， 还取决于其制程中所面临的技术难题能否被一一攻克 。 ”周鹏说 。
4nm并非噱头
对于此次4nm芯片出现功耗问题 ， 也有消费者质疑 ， 4nm是否只是一个商业噱头？4nm与5nm技术实则并无太大差异 ， 否则为何高功耗、高发热的问题依然如故？
一般而言 ， 对于芯片工艺的名称数字 ， 是以0.7倍为节奏演进的 ， 例如 ， 14nm工艺之后 ， 完整的工艺迭代应当是10nm（14nmx0.7≈10nm） ， 10nm之后是7nm ， 7nm之后是5nm 。 若按此规则演进 ， 5nm后究竟应该是4nm还是3nm ， 在四舍五入规则下似乎并不明确 。 但在代工厂的约定俗成下 ， 5nm的完整工艺迭代应为3nm 。 因此 ， 4nm应当属于5nm和3nm的过渡工艺 ， 其角色定位与此前推出的8nm（10nm和7nm的过渡工艺）、6nm（7nm和5nm的过渡工艺）类似 。 在各代工厂3nm工艺纷纷延后的情况下 ， 4nm出现的价值似乎在于填补这一时间内的市场空白 。
然而 ， 这并不意味着4nm工艺等同于5nm 。 4nm工艺虽然不属于5nm工艺的“完整迭代” ， 但也是“同代演进” 。 台积电曾承诺 ， 其最新4nm工艺 ， 比5nm的性能提升11% ， 能效提高22% 。
对此有专家解释 ， 造成4nm工艺芯片出现功耗问题的因素有很多 ， 难以一概而论 。 架构、器件等都是会影响芯片最终性能的因素 。 同样被称为4nm工艺芯片 ， 台积电和三星的芯片工艺细节也大为不同 。 随着摩尔定律的不断演进 ， 芯片尺寸的缩小幅度已经非常有限 ， 这已经不能成为衡量芯片工艺制程演进的唯一标准 。
作者丨沈丛
编辑丨连晓东
美编丨马利亚

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