芯片制造工艺的 22 纳米级意味着什么?这里的纳米单位是指什么?

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首先,关于 22nm、32nm……这些数值的意义。

这是「国际半导体技术蓝图(ITRS)」[1] 用来划分半导体制程技术工艺代的节点数值。对此我在另一问题的回答中[2] 有详细解释,可供参考。

概括来说,它描述了该工艺代下加工尺度的精确度。它并非指半导体器件中某一具体结构的特征尺寸,而是一类可以反映出加工精度的尺寸的平均值。比如,在 DRAM 存储单元中,该数值与两条金属线最小允许间距的一半相等;在模拟电路的 MOSFET 中,它可能与最小允许的沟道长度相等。

然后,关于新的先进工艺代的发展意味着什么。

最直观地,它反映出:集成电路通过微电子制造工艺加工生产能达到更大的集成密度——

在相同的面积中,有可能容纳更复杂的电路系统,同样功能的电路须占用的体积可能会更少;

对同一电路系统,由于集成度的提高、信号物理路径的缩短,可能达到更大的运行速率;对于数字电路来说,实现相同计算功能所须的能耗可以更低;当然未必一定是优点,某些电路模块的功能或许就是提供大功率,它们的设计难度反而会增加。新的加工工艺可能会在半导体材料中引入新的电学特性,由此可能会引出全新的设计方法;其他等等……

其他一些可能性:

在消费领域,当工业界上线新的工艺代后,意味着原先工艺代的产品将会降价,同时同类产品的性能将跃迁入一个新的层次——业界常常称这种现象叫「摩尔定律

」;

由于微电子制程技术目前尚依赖「光刻」[3] 技术,而光刻的分辨率仍是有极限的,这也意味着,当工艺代进一步推进、尺寸进一步缩小时,也不得不思考未来加工工艺的发展方向和具体技术上的实现办法。

—-

[1] http://www.itrs.net/

[2] http://www.zhihu.com/question/19772738/answer/13227570

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Photolithography

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