1，IBM开发出2纳米芯片这对芯片行业来说有什么重要的意义

分析IBM最新高级芯片的结构和意义。指出为了使这些芯片更强大，IBM正在使它们变得更高。该公司披露了一种工艺，称其可以在半导体上增加三分之二的晶体管，从而预示了更快，更高效的电子产品设备。IBM声称，其新工艺可以将500亿个晶体管封装到一个芯片中，比目前的最佳技术多三分之二，目前，计算机芯片可能供不应求，但一段时间以来，芯片制造商似乎仍将继续从中汲取更多能量。IBM的研究人员展示了一种在芯片上挤压更多晶体管的方法。这是纳米级的微型化壮举，可以极大地提高未来电子设备的速度和效率。这一工程壮举还可能帮助美国在铸造世界上最先进的芯片方面重获一些优势，因为芯片已成为地缘政治，经济竞争和国家安全的核心。芯片对越来越多的产品至关重要，对更快，更高级的芯片的访问可能会推动人工智能，5G和生物技术等关键领域的进步。IBM表示，可以将500亿个新型晶体管（这些电子开关允许芯片执行逻辑运算并存储数据）安装在指甲大小的芯片上，是以前工艺所能达到的三分之二。 它说这种芯片可以帮助智能手机或笔记本电脑更快地运行45％，或者仅消耗以前最佳设计能耗的四分之一。制造新的晶体管不仅可以简单地在硅晶片上蚀刻芯片的特征，而且可以使它们彼此叠置。芯片制造商于2009年首先开始使用一种名为Fin FET的设计制造三维晶体管。在这种设计中，电子流过垂直板而不是平面流过晶体管。 IBM的设计更进一步，将晶体管以纳米片的形式堆叠在一起，穿过诸如蛋糕中的层之类的半导体材料。几十年来，芯片制造商一直致力于减小组件的尺寸，以便从芯片中获得更高的性能。较小的尺寸允许在芯片上安装更多的组件，从而提高了效率和速度，但是每个新一代产品都需要令人难以置信的工程技术来完善。当今最先进的计算机芯片使用独特的工艺-极端紫外线光刻（EUV）在硅上蚀刻特征，以使特征小于可见光的波长。IBM的新芯片采用称为2纳米的工艺，比当前技术领先三代。应对制造新一代芯片的工程挑战可能对震撼整个世界至关重要。

IBM开发出2纳米芯片这对芯片行业来说有什么重要的意义

2，cpu纳米越小越好吗

纳米数代表了CPU的制造工艺水平，现在最先进的是来自IBM的7nm工艺，还有英特尔的14nm工艺，纳米数越小，操作难度越大，良品率相对变低，但极栅规格也就越小，漏电率越低，功耗越小，还有就是可以在同样的硅基氧化层上堆叠更多的晶体管，性能也就越强。CPU出现于大规模集成电路时代，处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使其不断发展完善。从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算，从4位到8位、16位、32位处理器，最后到64位处理器。扩展资料工艺要素晶圆尺寸硅晶圆尺寸是在半导体生产过程中硅晶圆使用的直径值。硅晶圆尺寸越大越好，因为这样每块晶圆能生产更多的芯片。比如，同样使用0.13微米的制程在200mm的晶圆上可以生产大约179个处理器核心，而使用300mm的晶圆可以制造大约427个处理器核心；300mm直径的晶圆的面积是200mm直径晶圆的2.25倍，出产的处理器个数却是后者的2.385倍，并且300mm晶圆实际的成本并不会比200mm晶圆来得高多少，因此这种成倍的生产率提高显然是所有芯片生产商所喜欢的。蚀刻尺寸蚀刻尺寸是制造设备在一个硅晶圆上所能蚀刻的一个最小尺寸，是CPU核心制造的关键技术参数。在制造工艺相同时，晶体管越多处理器内核尺寸就越大，一块硅晶圆所能生产的芯片的数量就越少，每颗CPU的成本就要随之提高。反之，如果更先进的制造工艺，意味着所能蚀刻的尺寸越小，一块晶圆所能生产的芯片就越多，成本也就随之降低。比如8086的蚀刻尺寸为3μm，Pentium的蚀刻尺寸是0.90μm，而Pentium 4的蚀刻尺寸当前是0.09μm（90纳米）。2006年初intel酷睿发布，采用65nm蚀刻尺寸，到2008年酷睿2已经发展到45nm蚀刻尺寸，2010年1月英特尔发布第一代Core i系列处理器采用32nm的蚀刻尺寸，2012年4月，英特尔发布第三代Core i系列处理器采用22nm蚀刻尺寸；2015年初第五代Core i系列处理器采用14nm蚀刻尺寸，直到2016年第七代Core i系列KabyLake架构的处理器还在延续使用14nm蚀刻尺寸。金属互连层在前面的第5节“重复、分层”中，我们知道了不同CPU的内部互连层数是不同的。这和厂商的设计是有关的，但它也可以间接说明CPU制造工艺的水平。这种设计没有什么好说的了，Intel在这方面已经落后了，当他们在0.13微米制程上使用6层技术时，其他厂商已经使用7层技术了；参考资料来源：百度百科-cpu制作工艺百度百科-中央处理器

cpu纳米越小越好吗

3，CPU纳米极限

在 经典力学 里，粒子会被牢牢地束缚于原子核内，因为粒子需要超强的能量才能逃出原子核的位势。经典力学无法解释阿尔法衰变。在量子力学里，粒子不需要具有比位势还强劲的能量，才能逃出原子核的束缚；粒子可以 概率 性的穿越过原子核的位势，从而逃出原子核的束缚。伽莫夫想出原子核的位势模型，其为吸引性 核位势 与排斥性 库仑位势 共同形成。借着这模型，他用 薛定谔方程 推导出进行阿尔法衰变的放射性粒子的 半衰期 与能量的关系方程，即 盖革-努塔尔定律 。晶体管图：cpu的制程工艺，从14nm起，进展变得非常缓慢，摩尔定律已经失效了。 因为电子隧道效应的存在，公认的晶体管制程极限是5nm。 根据量子力学计算，硅芯片中线宽低于10nm左右的时候， 因此目前预计可能的线宽极限是1~10nm，不会低于一纳米。 芯片商最关心的可能就是成本问题了，“摩尔定律的终结不是技术问题，而是经济问题。” 鲍特姆斯说，包括英特尔在内的一些公司，依然试图在达到量子效应之前继续缩小元件体积，但是，产品缩得越小，成本越高。 每次产品体积缩小一半，生产商就需要全新的更准确的影印石版机器。如今，建立一条全新的生产线往往需要投入几十亿美元，这个成本仅有少数几家厂商可以承受。而由移动设备带来的市场碎片化，使得筹集这样的资金更加困难。“一旦下一代的每晶体管成本超过现有的成本，产品更新就会停止。”很多业内人士认为，半导体行业已经非常接近这个“产品更新停止”的阶段。 IBM与合作伙伴成功研制出7纳米的测试芯片，延续了摩尔定律，突破了半导体产业的瓶颈。对于IBM而言，7纳米制程技术的后续发展将会影响旗下Power系列处理器的规划蓝图。 据The Platform网站报导，7纳米制程芯片背后结合了许多尚未经过量产测试的新技术，IBM与GlobalFoundries、三星电子（Samsung Electronics）等合作伙伴，对何时能实际以7纳米制程制作处理器与其他芯片并未提出时程表。 IBM这次利用矽锗（silicon germanium）制造一部分的电晶体，因而能减少提升电路表现时进行快速切换的耗电量，而电路都是以极紫外线（Extreme UltraViolet；EUV）光刻技术蚀刻。 IBM研究表示，目前最先进的技术能够制造10纳米芯片，但是利用矽锗制作电晶体通道和EUV光刻，能够缩小电晶体尺寸的一半，同时还能够提升50%的电路电力效率。然而，EUV对于震动特别敏感，制作过程非常精密，因此要量产将有难度，价格也会十分高昂。 7纳米制程可使指甲大小的服务器芯片容纳200亿个电晶体 纳米是什么概念？ 1纳米等于十亿分之一米 1米（m）=100厘米（cm）； 1厘米（cm）=10-2m =10毫米（mm）； 1毫米（mm）=10-3m =1000微米（um）； 1微米（um）=10-6m=1000纳米（nm）； 1纳米=10-9m。【病毒大小约100纳米】 氢原子的直径为0.1纳米（1纳米=1m-9米） 硅原子大小半径为110皮米，也就是0.11纳米，直径0.22nm 水分子的直径为0.3nm = 3 x 10^(-10)m DNA分子直径10nm 病毒大小约20-300nm之间，约300nm的属于较大（但不是最大）的病毒、小儿麻痹之病毒约28nm，属于较小（但不是最小）的病毒 细菌的直径也有2,000nm， 2微米，0.5～5微米 一般细胞大小直径约为10-20微米 小孩子的头发的直径大概就在0.04毫米左右，40微米，40000nm 成人的头发的直径大概就在0.07毫米左右，70微米, 70000nm 粗硬的头发的直径是90微米以上,中性的头发的直径是60到90微米以上,细软的头发的直径是60微米以下 水熊虫，初生的时候只有50微米。而最大的只达1.4毫米。 人的大脑有800～1000亿个神经元细胞，人体总共大约有3万亿个细胞，3.9万亿个细菌 纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应: 表面效应 小尺寸效应 宏观量子隧道效应

CPU纳米极限


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