新型芯片？iPhone 12：先进的芯片将使智能手机更智能

据英国广播公司报道，当苹果公司发布其新款iPhone时，我们可以期待它成为世界上第一款采用新型芯片驱动的手机的事实。这将让用户在使用更少的电池电量的情况下，比以前更流畅地编辑4K视频、拍摄高分辨率照片和玩图形密集型视频游戏。

 

涉及到的“5纳米”工艺指的是，芯片的晶体管缩小了，微小的开关现在只有约25个原子宽，从而可以容纳数十亿个的晶体管，这意味着更多的有效的算力。

 

回到四年前，许多业内人士都怀疑这一进步是否能这么快实现，这在很大程度上要归功于一家相对不太知名的荷兰公司阿斯麦的独创性。

 

该公司首创了一种方法，通过一种被称为极端紫外线（EUV）光刻技术在硅上刻出电路图案。它的每台机器的成本高达1.23亿美元（约8.3亿人民币)，即使与其他半导体行业的工具相比，这个价格也很高。但它是目前唯一生产这种产品的公司。而且它们仍然比其他的选择更具成本效益，部分原因是低缺陷率。

 

“在如此小的规模下，精确度是关键。”伊恩·库里斯博士说，“他们所做的类似于用纸飞机在火星表面上打一个印记。”阿斯麦公司将其技术比作从使用记号笔到使用细描笔的飞跃。但它使用的不是墨水，而是使用通过令人难以置信的过程产生的“微弱光”。

 

发言人桑德·霍夫曼解释说：“我们取一个锡的熔融液滴，然后向它发射高功率工业激光，这基本上会使它蒸发并产生等离子体。那些等离子体会发射紫外光。这种情况每秒发生5万次，所以有5万个液滴被击中，这就产生了足够的光，然后我们可以用一系列的镜子来捕捉，不过要用世界上最平坦的镜子。”

 

他补充说，芯片的设计蓝图被编码到光中，通过让光穿过一个遮罩，然后在用透镜将其缩小。然后它会撞击硅片上的感光涂层，使芯片的设计被“打印”出来。

 

到目前为止，只有两家芯片制造商将其投入商业应用，这两家公司和英特尔都持有阿斯麦公司的股份，预计英特尔也将在2021年开始使用这项技术。

 

但一个著名的竞争对手却被拒之门外。据报道，中国中芯国际已经下了订单，但美国政府干预阻止阿斯麦的机器出口，理由是它的产品可能会被用于中国军方使用的武器。

 

中芯国际目前在14nm芯片技术上落后了好几代，专家表示，它需要一些时间来掌握向5nm转型所需的一切技术。

 

但来自研究公司高德纳的埃尔森表示，该公司甚至连尝试都被阻止的事实，让该公司和中国政府对其芯片行业更大的雄心“陷入困境”。

 

“这是美国的意图。”他补充说。

 

一纳米是一米的十亿分之一。这大概是一根头发每秒生长的速度。晶体管以前是根据被称为“门”的零件的宽度来测量的。但是大约十年前，它们的设计方式发生了变化，这意味着纳米级参考不再局限于单一的几何形状。今天，5纳米仅仅是一个市场术语，两个使用相同名称的铸造厂可能提供不同性能的晶体管。然而，为了帮助想象苹果的新晶体管有多小，大概是每平方毫米大约有1.71亿个晶体管。

 

另一个中国科技巨头，华为，也发现自己无法生产自己的麒麟5nm芯片设计，因为特朗普政府最近的干预。然而预计消息很快就会透露，它储备了一批由台积电生产的用于其下一代Mate智能手机的产品，这些产品是在台积电被迫于9月份停产之前生产的。

 

所有这些都很重要，因为向5纳米转型是使我们的手机更智能的关键。随着芯片的发展，过去被发送到远程计算机服务器进行处理的更多任务可以在本地完成。我们已经看到，智能手机能够在不需要连接互联网的情况下，转录语音笔记，识别照片中的人。现在，更复杂的“人工智能”工作成为可能，有可能帮助智能手机更好地感知周围的世界。

 

转向更小的晶体管是有帮助的，因为它们比更大的晶体管耗电更少，这意味着它们可以运行得更快。在此基础上，台积电表示，其5纳米芯片在使用相同功率的情况下，比上一代7纳米芯片的速度提高了15%。但更大的收获也可以实现，因为芯片设计者有了空间来制造更特殊的部分，即“加速器”。