芯片|1nm是硅基芯片的极限,这会是芯片的终点吗?

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芯片|1nm是硅基芯片的极限,这会是芯片的终点吗?

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芯片|1nm是硅基芯片的极限,这会是芯片的终点吗?

对于硅基芯片来说 , 1nm可能会是这条路线的终点 , 但是对于人类芯片来说 , 1nm绝对不会是终点的 。
首先、硅基芯片未来会面临很大的发展限制 。 一直以来芯片的材料都是以硅材料为主 , 但是随着芯片工艺的不断提升 , 传统硅基芯片正在逐渐逼近极限 , 它的极限在哪里呢?那就是1nm 。
而1纳米之所以是硅基芯片的极限 , 这里面主要基于两点考虑:
第一、硅原子的大小 。
芯片的制造工艺就是将晶体管注入到硅基材料当中 , 晶体管越多性能越强 , 想要提升芯片的工艺 , 那就要提高单位芯片面积的晶体管数量 。
但是随着芯片工艺的不断提升 , 单位硅基芯片能够承载的晶体管已经越来越饱和 , 毕竟硅原子的大小只有0.12nm , 按照硅原子的这个大小来推算 , 一旦人类的芯片工艺达到一纳米 , 基本上就放不下更多的晶体管了 , 所以传统的硅脂芯片基本上已经达到极限了 , 如果到了1nm之后还强制加入更多的晶体管 , 到时芯片的性能就会出现各种问题 。

第二、隧穿效应 。
所谓隧穿效应 , 简单来说就是微观粒子可以穿越障碍物的一种现象 。
具体到芯片上面 , 当芯片的工艺足够小的时候 , 原本在电路中正常流动构成电流的电子就不会老老实实按照路线流动 , 而是会穿过半导体闸门 , 最终形成漏电等各种问题 。
这种现象并不是硅基芯片达到1纳米的时候才出现 , 实际上在之前芯片达到20纳米的时候就曾经出现过这种漏电现象 , 只不过后来包括台积电等一些芯片制造厂家通过工艺上的改进之后才改善了这种问题 。
到了7纳米到5纳米之间的时候 , 这种现象再次出现 , 只不过ASML发明了EUV光刻机 , 这大幅提升了光刻能力 , 所以才能够让台积电、三星等各种厂家顺利生产出7纳米、5纳米、3纳米甚至未来可能出现的两纳米芯片 。
但未来随着芯片工艺越来越小 , 当传统的硅基芯片达到一纳米的时候 , 各种问题会逐渐暴露出来 , 到时候即便一些芯片厂家能够突破1纳米大关 , 但整体的芯片性能估计不会那么好 , 至少不会太稳定 , 甚至有可能出现各种问题 。
也正因为如此 , 所以很多人都认为1纳米是传统硅基芯片的极限 。

但对人类来说 , 1纳米绝对不是最终的极限 。 所谓极限 , 其实是基于人类现有的技术水平和认知水平而做出的定义 , 但未来随着人类技术水平 , 认知水平的不断提升 , 芯片的极限也会不断取得突破 。
就像当初电脑刚出来的时候 , 一个电脑就像一个房子那么大 , 当时没有人想到今天的电脑会缩小到笔记本那么小 。
再比如芯片 , 当初在芯片达到20纳米左右的时候 , 很多人也以为芯片已经达到极限了 , 尤其是在出现漏电现象的时候 , 很多人都以为人类不可能攻克这些难题了 。
但是这些年在人类技术不断进步 , 在芯片制造工艺不断提升 , 在光刻机水平不断提升的情况下 , 人类却不断突破这种极限 , 从14纳米到7纳米 , 再到5纳米再到3纳米 , 事实证明人类是可以不断向前推进的 。
所以我觉得1nm肯定不是人类芯片的极限 , 未来即便达到物理极限了 , 但是人类仍然可以通过其他方式提高芯片的性能 。

所谓极限 , 我认为有物理上的极限 , 以及功能上的极限 。