制造商争相探讨：14/16nm工艺到底是什么？

在半导体领域，制程技术至关重要。无论是关于iPhone 6S A9芯片代工的争论，还是NVIDIA与三星之间的冲突，前者的Pascal新一代显卡可能仅会推出16nm版本，而不包括14nm版本。

那么，14nm与16nm之间到底有什么区别，这两个数字又代表了什么？缩小制程面临的挑战与优势又是什么？我们不妨看看科技新报的吴政道专家的见解。

纳米有多小？

在深入探讨之前，我们需要明确纳米的意义。从数学角度来看，纳米等于0.000000001米，但这并不易于理解。若将其与指甲的厚度进行比较，或许更能明白。

根据实际测量，指甲的厚度约为0.0001米（即0.1毫米），这意味着如果将一片指甲的侧面切成10万条，每条约为1纳米，我们就能够对1纳米的微小程度有更清晰的想象。

纳米制程的含义

回到纳米制程的定义，以14纳米为例，这一制程指芯片中最小特征尺寸可达到14纳米。下图展示了传统晶体管的结构，这是一个很好的例证。缩小晶体管的主要目标是为了降低功耗，那么究竟要缩小哪个部分才能实现这一目标呢？左图中L就是我们希望缩小的区域。通过缩短栅极长度，电流可以更迅速地从Drain端到达Source端。

此外，计算机运算基于0和1两个状态，那么晶体管如何实现这一功能呢？方法是判断晶体管的电流是否流动。当在Gate端（绿色方框）供给电压时，电流便会从Drain端流向Source端，如果没有电压供应，电流则不流动，这样就实现了1和0的表达。

缩小制程的优势

了解了纳米的微小后，我们 باید认识到缩小制程的意义，缩小晶体管的关键目的，是在更小的芯片中实现更多的晶体管集成，从而使芯片在技术进步的同时不至于体积增大；其次，有助于提升处理器的运算性能；此外，减小体积亦能降低能耗；最后，较小的芯片更易于集成到移动设备中（例如手机），满足未来对便携性和轻薄化的需求。

尺寸缩小的物理限制