2021 年 5 月 11 日，5 月 6 日晚間 IBM 首發(fā)了 2nm 工藝芯片，與當(dāng)前主流的 7nm 芯片相比，IBM 2nm 芯片的性能預(yù)計(jì)提升 45%，能耗降低 75%。那么 IBM 首發(fā) 2nm 是否意味著 IBM 這個(gè)藍(lán)色巨人在芯片制造行業(yè)站起來(lái)了呢?
從最近的消息和行業(yè)歷史上來(lái)看明顯不是。
沒(méi)有車何談彎道超車?
一般來(lái)說(shuō)，像發(fā)布幾納米制造工藝這個(gè)事，屬于芯片代工行業(yè)(或者芯片制造行業(yè))的問(wèn)題，典型企業(yè)比如像英特爾、臺(tái)積電、三星。IBM 發(fā)布 2nm 芯片之后，很多文章將 IBM 和這些企業(yè)做對(duì)比，一些人認(rèn)為 IBM 發(fā)布 2nm 芯片之后在芯片制造行業(yè)彎道超車了。但是 IBM 和這些企業(yè)最大的不同在于，他沒(méi)有生產(chǎn)先進(jìn)邏輯制程芯片的晶圓廠。對(duì)于芯片制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，能夠量產(chǎn)芯片的晶圓廠就是“車”，IBM 沒(méi)有車如何談彎道超車?
先把技術(shù)立在這 IBM 歷史上沒(méi)少干
對(duì)于熟悉 IBM 的人來(lái)說(shuō)，這次 IBM 發(fā)布 2nm 芯片其實(shí)并不意外。比如 2017 年的時(shí)候，IBM 展示了首個(gè) 5nm 制程芯片，而臺(tái)積電的 5nm 則要等到 2019 年了。這兩條消息放在一起看是不是感覺(jué) IBM 在芯片制造行業(yè)超過(guò)臺(tái)積電了?但其實(shí)也跟這次一樣，IBM 當(dāng)年發(fā)布的也是一個(gè)“實(shí)驗(yàn)室成果”，并非量產(chǎn)。
另外就像現(xiàn)在比較熱門的“碳基芯片”，雖然還是在研究階段，但很多人覺(jué)得國(guó)產(chǎn)芯片能在“碳基芯片”這個(gè)領(lǐng)域上彎道超車。
但熟悉 IBM 的人也會(huì)知道，2011 年就有媒體報(bào)道稱 IBM 拿出了全球第一個(gè)通道長(zhǎng)度 (柵極長(zhǎng)度) 不足 10nm 的碳納米晶體管。在石墨烯方面，IBM 做成了第一個(gè)兼容 CMOS 的石墨烯集成電路 (倍頻器)，頻率最高可達(dá) 5GHz，而且能夠在 200℃高溫下穩(wěn)定工作。
因此在歷史上，IBM 很喜歡做確立標(biāo)準(zhǔn)的人，但其它廠商采用不采用就是另一回事了。
IBM 的“2nm 芯片”不是量產(chǎn)
任何一種工藝從誕生之日起到最終的商業(yè)化都需要漫長(zhǎng)的良率爬升過(guò)程。而這次發(fā)布的 2nm 芯片來(lái)自 IBM 的半導(dǎo)體技術(shù)研究中心。也就是說(shuō)這次發(fā)布的 2nm 是一個(gè)“實(shí)驗(yàn)室成果”，而并非一種商業(yè)量產(chǎn)。
有人可能會(huì)覺(jué)得“實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)物”下一步不就能量產(chǎn)了嗎?其實(shí)并不是，很多實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)物因?yàn)榻?jīng)濟(jì)或者其它因素的影響，最終擱置而不能走向商業(yè)化。
很多熟悉電腦的人可能都知道，現(xiàn)在的電腦多是以二進(jìn)制為基礎(chǔ)。可是現(xiàn)在應(yīng)該很少有人記得蘇聯(lián)的三進(jìn)制計(jì)算機(jī)了，這就是一個(gè)典型被擱置的研究項(xiàng)目。
IBM 現(xiàn)在并沒(méi)有能夠生產(chǎn)這樣芯片的晶圓廠，因此他需要把技術(shù)推給其它廠商，讓其它廠商量產(chǎn) 2nm 芯片。而推給其它廠商帶來(lái)的問(wèn)題就是，其它廠商不一定用他的技術(shù)。畢竟這些技術(shù)不是拿來(lái)就能用，而且還需要解決良率問(wèn)題。所以本次 IBM 雖然發(fā)了一個(gè) 2nm 芯片，但這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)是被采納為主流技術(shù)還是被歷史遺忘，都存在可能。
IBM 的“2nm 芯片”是個(gè)什么水平
咱們?cè)賮?lái)聊聊這次發(fā)布的 2nm 芯片在業(yè)界到底是個(gè)什么水平。首先在芯片行業(yè)中，如果能在一塊指定面積的芯片中塞入更多數(shù)量的晶體管，那么它的性能就會(huì)更強(qiáng)。
現(xiàn)在芯片工藝的發(fā)展方向也是這樣，通過(guò)更先進(jìn)的工藝把晶體管做小，這樣就能在芯片中塞入更多晶體管。所以就產(chǎn)生了一個(gè)可以粗略衡量芯片制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)，晶體管密度。
此次 IBM 發(fā)布的 2nm 芯片晶體管密度為 333 MTr，臺(tái)積電的 3nm(N3)大致為 291.2 MTr，而英特爾的 5nm 大致在 292.2 MTr-343.7 MTr。
因此 IBM 發(fā)布的 2nm 芯片從晶體管密度上看水平應(yīng)該與臺(tái)積電的 2nm 相當(dāng)(強(qiáng)于臺(tái)積電 3nm)，有可能略遜于英特爾的 5nm。
