納米數(shù)越小，芯片就一定越好？專家：就是營(yíng)銷炒作

8月2日消息，英特爾、三星和臺(tái)積電都在吹噓他們能在一個(gè)小小的芯片上塞進(jìn)多少晶體管，但就事實(shí)而言，這種宣傳中的納米級(jí)尺寸幾乎沒有任何意義。業(yè)內(nèi)專家稱這種說法都是無稽之談，事實(shí)上的芯片“節(jié)點(diǎn)”尺寸遠(yuǎn)大于廠商們宣傳的數(shù)值。

制造用于智能手機(jī)、電視和其他電子產(chǎn)品的芯片廠商們總喜歡吹噓自家產(chǎn)品的強(qiáng)大算力。他們還夸口說，完成所有復(fù)雜工作的芯片體積正在不斷縮小。

對(duì)于芯片制造商來說，芯片晶體管的日趨小型化標(biāo)志著處理速度不斷提高或能源消耗不斷降低，有助于贏得利潤(rùn)豐厚的合同。

但是，關(guān)于芯片小型化的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致市場(chǎng)一片混亂。多少納米的芯片往往與與晶體管大小有關(guān)。多年來，人們普遍認(rèn)為數(shù)字越小，芯片就越好。

三星最近開始批量生產(chǎn)所謂的業(yè)內(nèi)首款3納米芯片，公司高管舉起三根手指慶祝這一時(shí)刻。但如果問問臺(tái)積電和英特爾的看法，他們可能會(huì)建議三星高管們?cè)俣嗯e起一根手指，甚至更多。

與臺(tái)積電關(guān)系密切的一家研究機(jī)構(gòu)咨詢總監(jiān)楊瑞麟(音譯)說：“請(qǐng)不要把注意力放在數(shù)字3上?！?/p>

與此同時(shí)，哈佛商學(xué)院教授史兆威(Willy Shih)說，僅從數(shù)字上看，目前還不能確定三星的3納米芯片一定優(yōu)于臺(tái)積電的4納米芯片。他說，芯片計(jì)算性能和能耗等因素都需要進(jìn)行比較。

“這是營(yíng)銷炒作的勝利，”他在談到芯片行業(yè)的納米尺度時(shí)說。

三星拒絕就自家芯片與臺(tái)積電產(chǎn)品的對(duì)比發(fā)表評(píng)論。公司表示，其生產(chǎn)最新芯片是在之前使用5納米制程工藝技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。

半導(dǎo)體行業(yè)的宣傳和其他行業(yè)的營(yíng)銷噱頭沒什么兩樣，比如現(xiàn)代服裝尺寸上的變化就是如此，腰圍34英寸的男性如今能穿上標(biāo)記為“32”的褲子，女裝的8碼可能是昨天的16碼。

芯片行業(yè)過去常常聯(lián)合起來創(chuàng)建通用的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。幾十年來，這種標(biāo)準(zhǔn)一直遵循著摩爾定律。芯片“節(jié)點(diǎn)”在小型化方面不斷突破，將原本冰箱大小的電腦最終縮小為筆記本電腦、智能手機(jī)和手表。

讓問題更加復(fù)雜的是，過去幾十年，從事尖端芯片生產(chǎn)的公司數(shù)量從幾十家減少到了三家，它們分別是臺(tái)積電、三星和英特爾。

誰都想在原本參與者不多的市場(chǎng)中再多分一杯羹，何況在彼此之間幾乎沒有什么可合作的領(lǐng)域。最先進(jìn)的芯片已經(jīng)把電路縮小到幾個(gè)原子的大小。

在這個(gè)小型化的世界里，芯片制造商用納米為單位來彰顯自家技術(shù)實(shí)力。這個(gè)數(shù)字指的是晶體管中關(guān)鍵部件柵極的長(zhǎng)度，用來調(diào)節(jié)電流大小。更小的柵極意味著更小的晶體管，更小的晶體管意味著單個(gè)芯片上可容納的電路更多。

隨著納米數(shù)越來越接近于零，對(duì)柵極尺寸的估計(jì)變得越來越離譜。納米命名法現(xiàn)在簡(jiǎn)直成了一家芯片廠商愿意在多大程度上歪曲事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。

在技術(shù)方面落后于臺(tái)積電和三星的英特爾去年對(duì)所有高端芯片都進(jìn)行重新命名，10納米芯片成為了“英特爾7”。首席執(zhí)行官帕特·蓋爾辛格（Pat Gelsinger）當(dāng)時(shí)承認(rèn)，包括英特爾在內(nèi)的這類行業(yè)標(biāo)簽“不再涉及任何具體的衡量標(biāo)準(zhǔn)”。

蘋果公司在推出iPhone 6S系列智能手機(jī)時(shí)，就通過臺(tái)積電和三星制造自家設(shè)計(jì)的SoC組件，這就是其智能手機(jī)的中央處理器。

三星向蘋果提供的是14納米芯片，臺(tái)積電提供的芯片尺寸是16納米。iPhone 6s發(fā)布后，技術(shù)評(píng)測(cè)人員在對(duì)性能進(jìn)行對(duì)比測(cè)試后得出結(jié)論，內(nèi)置臺(tái)積電芯片的iPhone性能反而略好，手機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象更少，電池能耗表現(xiàn)更好。蘋果目前只在iPhone中使用臺(tái)積電代工的芯片。

據(jù)知情人士透露，這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)暴露出芯片行業(yè)幾乎不為人知的秘密。事實(shí)上，臺(tái)積電和三星的芯片都不符合標(biāo)稱。知情人士說，這兩種芯片的尺寸都在30納米左右。

“如果他們?cè)谏蠑?shù)學(xué)課，我會(huì)用尺子敲打他們所有人的手，”曾為英特爾(Intel)和高通(Qualcomm Inc.)等芯片制造商提供咨詢服務(wù)的半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)專家大衛(wèi)·坎特(David Kanter)說。

一些芯片專家建議創(chuàng)建一個(gè)新的系統(tǒng)，用性能、功耗降低程度或成本價(jià)格等其他指標(biāo)來取代納米數(shù)字。電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)下屬雜志在2020年發(fā)表的一篇文章標(biāo)題中這樣描述：“節(jié)點(diǎn)是無稽之談?！?/p>

斯坦福大學(xué)電子工程教授黃漢森（Philip Wong）提出的解決方案引起業(yè)界關(guān)注：“LCM密度度量”，因其對(duì)邏輯、存儲(chǔ)和連接的衡量而得名。

“我承認(rèn)，”他說，“這不該是隨口一說的?！?/p>

2020年4月，IEEE國(guó)際設(shè)備與系統(tǒng)路線圖主席敦促芯片制造商“回歸現(xiàn)實(shí)”。他提議用三變量度量法來取代納米，用以描述芯片特點(diǎn)。包括英特爾前首席科學(xué)家在內(nèi)的許多人都呼吁清理“節(jié)點(diǎn)命名混亂”。

但在芯片市場(chǎng)，對(duì)節(jié)點(diǎn)尺寸的癡迷仍然很重要。英特爾計(jì)劃在2024年推出“英特爾3”，旨在縮小與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距。三星和臺(tái)積電則計(jì)劃在2025年前推出2納米芯片。