IBM再度捷足先登，全球首發(fā)2nm芯片

IBM于5月6日宣布，在半導(dǎo)體設(shè)計和制程上實(shí)現(xiàn)重大突破，并首發(fā)全球首個2nm芯片，預(yù)計這一芯片未來將在通信裝置、交通運(yùn)輸系統(tǒng)和關(guān)鍵基建上起到關(guān)鍵作用。

2nm晶圓照 / IBM Research

據(jù)IBM給出的數(shù)據(jù)，2nm芯片與當(dāng)前的7nm芯片相比在性能上提高了45%，在功耗上降低了75%。在IBM的描述中，2nm芯片可將500億個晶體管塞入指甲大小的面積內(nèi)。根據(jù)外媒Anandtech向IBM的詢問，IBM指出此處所說的指甲大小為150平方毫米，根據(jù)計算結(jié)果可知，2nm下的晶體管密度已經(jīng)達(dá)到了333.33MTr/mm2，這與臺積電目前171.3 MTr/mm2的5nm相比可以說是有了翻倍的提升。

IBM也是率先在2015年推出首個7nm芯片，也早在2017年推出了首個5nm芯片。盡管具備制造先進(jìn)制程芯片的能力，但是IBM目前是并沒有自己的晶圓廠的。2014年IBM就將其芯片制造業(yè)務(wù)賣給了格芯，包括一座200 mm晶圓廠和一個300 mm晶圓廠，且后者已被轉(zhuǎn)售給安森美半導(dǎo)體。這之后IBM的芯片往往都是交由其他合作代工廠來量產(chǎn)的，比如格芯、三星等。

IBM的EUV光刻機(jī) / IBM Research

但這并不不代表著IBM完全沒有芯片生產(chǎn)的能力，此前的幾款首發(fā)芯片和此次的2nm芯片都源自于IBM的研發(fā)部門IBM Research。雖然沒有量產(chǎn)的工廠，但I(xiàn)BM也是有自己的EUV光刻機(jī)的。2014年，IBM就率先用上了新一代的ASML NXE3300光刻機(jī)系統(tǒng)，首發(fā)的5nm和7nm都是出自這臺光刻機(jī)，而去年IBM也將這臺機(jī)器替換成了最新的NXE 3400。

不過要想等到IBM自家的Power處理器用上這么先進(jìn)的制程還需要一段時間，目前最新的Power10處理器仍在采用三星的7nm技術(shù)，未來2nm的Power處理器量產(chǎn)也還是得等到其他代工廠推出成熟的2nm技術(shù)。

2nm技術(shù)介紹 / IBM Research

根據(jù)IBM給出的2nm納米片圖片可以看出，他們在2nm芯片上也采用了某種堆疊式的GAAFET技術(shù)。考慮到三星計劃在3nm上開始采用GAA技術(shù)，而臺積電則要在之后的制程中才會使用這一技術(shù)，據(jù)傳英特爾也會在5nm上采用該技術(shù)，所以最后采用這一設(shè)計的Power處理器代工單花落誰家現(xiàn)在還不好下定論。

這次IBM首發(fā)2nm芯片也并非只是搶一波首發(fā)熱點(diǎn)，至少也讓我們看到這一制程給出的性能和功耗指標(biāo)。根據(jù)IBM給出的2nm潛在優(yōu)勢，這一先進(jìn)制程可將手機(jī)續(xù)航提升至4倍，在不考慮功耗和性能提升的情況下，可將智能手機(jī)做到四天一充。此外，2nm的好處還有減少數(shù)據(jù)中心的碳排放，加快筆記本功能演進(jìn)，縮短自動駕駛汽車的物體檢測和反應(yīng)時間等。

IBM Research副總裁Darío Gil談到，“IBM在全新2nm芯片上做出的創(chuàng)新對整個半導(dǎo)體和IT產(chǎn)業(yè)都至關(guān)重要，這既是是IBM在面對技術(shù)挑戰(zhàn)上做出的突破，也是持續(xù)投資和合作研發(fā)的成果?！?br />
此番IBM在制程技術(shù)上的突破還有另一個連帶的受益對象，那就是英特爾。在英特爾公布IDM 2.0模式的新聞中，最后也提到了與IBM展開合作研發(fā)，專注于下一代邏輯和封裝技術(shù)。這對于在7nm上吃了虧的英特爾來說，無疑是最需要的合作，也對英特爾在7nm之后的制程研發(fā)起到積極作用。

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