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iPhone 12背后，5纳米芯片秘辛

晰数塔互联网快讯
2020-10-15 18:19

编者按：本文来自微信公众号“智物科技评论”（ID:IntellegentThings），作者智物科技评论，36氪经授权发布。

苹果iPhone 12率先引领发布5纳米芯片，一周之后，华为mate 40也将采用5纳米制程的海思麒麟9000，两个月之后，vivo x60将会采用三星的Exynos 5纳米芯片。5纳米芯片究竟意味着什么？

苹果发布iPhone 12系列手机，是全球首款采用5nm工艺芯片的手机。BBC的报道分析，为了在5纳米芯片制程的优势，苹果不惜包下台积电三分之二的5nm产能。

在发布会上提起A14芯片，苹果CEO库克难掩得意，称其为“史上最快的智能手机芯片”并“领先竞争对手几代”。

而事实来看，苹果领先不了多久，可能也就是几天。几天之后，华为mate 40将会同样采用5纳米制程的芯片，余承东早就说了，那颗芯片才是行业最领先，领先对手几个身位的存在。

芯片工业的进步和竞争在毫厘之间

作为全球首款正式上市的5nm手机芯片，苹果A14芯片集成了118亿个晶体管，比A13芯片晶体管数量增加了近40%，这得益于5纳米的制程优势。

苹果介绍，相比上一代，这颗芯片的CPU处理和图像处理速度提升了50%，其神经网络机器学习模型处理速度提升最高达80%。

5纳米芯片有什么好处？苹果在推介iPhone 12的时候介绍，可以让用户在剪辑4K高清视频、拍摄超高画质照片和玩手游时会更加流畅。比如苹果在iPhone 12发布现场演示的《英雄联盟》。

这可能对于5G网络来说非常重要，毕竟，现在5G特色的应用几乎没有。视频是可能的方向之一。

同时，5纳米芯片还能让手机功耗更低。这对iPhone 12可怜的电池配置来说，比较重要。

5纳米争锋，ASML魅影

BBC用一句话来形容纳米——每一秒钟，头发生长出的长度，是十亿分之一米。

同前几代的芯片制程进步一样，5纳米芯片工艺意味着芯片当中的晶体管进一步缩小，整颗芯片可以封装进去数十亿个晶体管，其晶体管上通断开关只有25个原子宽。

采用了5纳米制程工艺的A14、海思麒麟9000、Exynos的计算能力更强。这是iPhone 12、华为mate 40以及vivo x60比其他手机更聪明的基础。苹果A14 芯片当中，大约每平方毫米1.71亿个晶体管。

2016年，苹果、华为等率先采用了7纳米的工艺，当时，业内曾经断言，5纳米将不会很快到来。改变进程的，是时下中国舆论界的大明星——荷兰光刻机公司ASML。

ASML行业内毁誉参半

ASML开创的极紫光工艺，使得在硅片上更加精细化地蚀刻电路称为可能。BBC在其报道中称，一台ASML的光刻机的售价在1.23亿美元。

价格高企，但是对于台积电、中芯国际、三星这些芯片制造业公司而言，仍然划算，其关键原因在于提升了良率。

BBC原因一位行业分析人士的话称，ASML光刻机所做的事情，类似于在火星表面用纸飞机去撞击邮票，在如此小尺度上，精确度是关键。

ASML的这种工艺相当于将“画笔”从原有的记号笔换成了细线笔，只不过这支特殊的笔用的不是墨水，而是微弱的光。

ASML公司解释，“用高能量的工业级激光照射到一滴融化的锡上，可以将其汽化并使它产生等离子体，等离子体就会发出紫外线光。这个过程每秒进行5万次，因此5万滴锡就能产生足够的紫外线光。我们再用平面镜去捕获光线，将光投射到掩膜，随后用透镜固定，编码成芯片设计图，最后照射到硅片的光敏涂层，芯片布线就被雕刻完成。”

听起来似乎并不复杂，但到目前为止，只有两家芯片代工厂实现了5nm工艺的量产，一家是台积电，另外一家是三星。

台积电是这次上市的苹果A14芯片独家制造商，也是海思麒麟9000的制造商。三星的首款5nm芯片Exynos 1080将于12月上市，vivo X60将会率先采用。