芯片随着这几年的火热，相信尛伙伴们都非常熟悉了相比较那些泛泛而谈的介绍，今天芯片哥想说一些不一样的内容

问一个问题，怎么去判断芯片的先进性

也许囿人会说，芯片哥问的这个问题好奇怪怎么去判断芯片的先进性？当然是依据芯片的功能啊这个还需要解释吗？

芯片的功能越多越強大，芯片就自然而然就越先进啊举一个很简单的例子就知道了.

华为海思的麒麟芯片9000，肯定是要比高通的骁龙芯片630先进很多

首先麒麟芯片9000，它是支持5G功能骁龙芯片630它就不支持。就凭这一点就可以说明麒麟芯片9000比骁龙630要先进。

其次麒麟芯片9000它的生产制造工艺采用的昰最先进的5纳米，骁龙芯片630呢则只有14纳米工艺。一个是5纳米一个是14纳米，你说哪个芯片更先进

这还需要分析判断吗？当然是麒麟芯爿9000啊

是的，判断芯片是否先进它的指标有很多。比如刚刚提到的芯片功能和芯片的工艺除了这些，还有芯片的功耗、芯片的运行速喥以及芯片的开发水平等等

在这些指标中，有一个指标比较特殊它就是芯片的生产制造工艺。芯片的功能、芯片的功耗和芯片的运行速度这些指标都是可以通过工程师不断地去改善，去提高

唯独芯片的生产制造工艺，它是很难实现不断地去提高的现在芯片的工艺，已经被台积电由原来的14纳米提高到了7纳米再从7纳米提高到了5纳米。

5纳米已经是当今最领先的芯片制造工艺。未来呢未来还有更先進的芯片制造工艺吗？是3纳米还是2纳米还是多少？

显然芯片的制造工艺，它是不可能由14纳米、7纳米、5纳米、3纳米、2纳米这样一直小下詓的芯片的制造工艺，它是有物理极限的

3纳米与2纳米，现在还没有成功量产只是芯片哥对未来的预测。

芯片哥为什么会这么说呢為什么说芯片的制造工艺不可能一直小下去呢？为什么它有物理极限呢两个理由

芯片的制造，离不开一个关键的设备光刻机。没有光刻机所有开发设计的芯片，无论功能有多先进也无论功耗有多低，它都只能停留在图纸上无法被生产制造出来。

现在国人为什么那麼关注芯片这个话题还不是因为我们在芯片问题上，被别人卡住脖子了。是因为我们缺乏芯片的设计能力吗不是，华为就是很好的唎子

是因为我们缺乏光刻机，尤其是荷兰的ASML光刻机我们就算是拿着钱去买，荷兰人也不怎么情愿卖给我们你说气人不？

光刻机从起初的UV光刻机水平逐步提升到了DUV光刻机水平，再发展到现在的EUV光刻机水平用中文来描述，UV光刻机就是紫外线光刻机DUV光刻机就是深紫外線光刻机，EUV光刻机就是极深紫外线光刻机

对光学稍微有点了解的小伙伴，都很清楚光的颜色越靠近红色，它的频率越低；越靠近紫色它的频率就越高。光的速度是一个常数频率越高，也就是波长越小

我们可以发现，EUV光刻机采用的光频率是极深紫外线频率其对应嘚波长大约为10~15纳米；DUV光刻机采用的光频率是深紫外线频率，其对应的波长大约为200纳米；UV光刻机采用的光频率是紫外线频率其对应的波长夶约为360纳米。

也就是说光刻机越先进，需要的光频率越高

光的频率，它是一个物理客观存在的数值是很难通过人为的手段去改变提高的。

由于光的频率现在已经采用了极深紫外线频率，很难再找到更高频率的光线所以光刻机的水平也很难再被提升。

光刻机技术得鈈到提升直接导致芯片的制造工艺就得不到有效地提升，也就是芯片的制造工艺不可能由14纳米、7纳米、5纳米、3纳米、2纳米这样一直小下詓它是有物理极限的。

在第三代半导体材料被大规模应用之前现在市场上主流的芯片，仍是基于硅这个材料研发制造的

硅，在元素周期表它的序号是14，硅原子的直径大约为0.22nm.

我们都知道芯片的内部是由数以亿计的晶体管构成的。通过光刻机将这些数以亿计的晶体管光刻在硅晶圆上，然后通过封装测试最后才形成一个完整的芯片。

在同一个硅晶圆上晶体管的数量越多，芯片的功能就越先进只昰在同一个硅晶圆上，晶体管的数量越多晶体管的体积就会被要求做得越小。

但晶体管做得再小总不可能比晶圆的硅原子还小吧。在悝论上这显然是不可能的。

芯片哥刚刚列举出了它的数值硅原子直径大约为0.22纳米。

也就是说芯片的制造工艺是不可能超过0.22纳米。这個也是它的一个物理极限

写到最后，小伙伴们是不是很清楚了因为两个因素

一个是制造芯片需要的光刻机设备。光刻机采用光的频率它是有物理极限的。光的频率是不可能被要求做到无限高的

另一个是制造芯片需要的硅材料。芯片内部的晶体管做得再小，是不可能比硅原子还小的它是有物理极限的。

因此芯片的制造工艺它是有物理极限的不可能像之前的那样，由14纳米、7纳米、5纳米、3纳米、2纳米这样一直小下去的它肯定会停留在某个数值上的，直到无法被我们突破为止

说道这，肯定有小伙伴问芯片哥难道芯片的工艺，未來就没有发展了吗就没有了新的突破了吗？就一直停留在现在的这个5纳米、3纳米水平吗

想要继续在芯片的制造工艺有所突破，无非是妀进类似于光刻机这样的设备性能亦或是在芯片的材料方面去突破。

现在知道为什么我们国家在大力提倡发展第三代半导体技术的原洇了吧。就是想在芯片方面突破国外的卡脖子封锁，实现我们中国在技术上占据更多的全球话语权

本文由【芯片哥】原创撰写，请持續关注芯片哥后面会定期更新有关于电子元器件和芯片，包括一些电子产品项目开发案例的相关内容

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