比DNA更精细，全球首颗2nm芯片亮相，性能比7nm提升45%

文/JING 审核/子扬 校对/知秋

比DNA更精细，全球首颗2nm芯片亮相，性能比7nm提升45%

早在2014年，虽然IBM就将Microelectronics部门出售给GlobalFoundries，宣告退出芯片制造赛道。但事实上，蓝色巨人并没有放弃先进芯片制程工艺芯片的研发。通过与AMD、三星以及GlobalFoundries等企业合作，IBM接连在多个工艺节点，率先推出测试芯片。

11月23日，IBM更新了一条名为《YYDS！IBM发布全球首个2nm芯片》的视频。在视频中，IBM对2nm技术进行全面介绍，并展示了全球首个2nm芯片。

据悉，借助2nm工艺帮助，IBM成功将500亿个晶圆体容纳在了指甲大小的芯片上。平均换算下来，这颗芯片的最小单元甚至要比人类DNA单链还要小。

2nm芯片亮相，对于整个半导体产业都有非常重要的意义。虽然短期内，2nm工艺芯片无法规模量产，但通过展示2nm工艺芯片在标准300毫米硅晶圆上蚀刻真实芯片的过程，证明了摩尔定律的延续性。

另外，IBM在视频中，还提前介绍了2nm芯片所具有的诸多特性，以及生产细节，对产业链企业都将有不小的帮助。

据悉，IBM的这颗2nm芯片，所有关键功能都是使用EUV光刻机进行刻蚀。

虽然EUV光刻机早在生产7nm工艺芯片时，就被芯片生产商引入到了产线上。但要知道，生产7nm芯片时，EUV光刻机只是应用在芯片生产的中间和后端环节，使用并不广泛。

这一差异，意味着2nm工艺对EUV光刻机拥有更高的依赖性。芯片生产商想要在2nm技术节点抢占先机，EUV光刻机将成为关键。

当然，由于在更多环节使用了EUV光刻机，因此2nm芯片也会获得更高的生产效率。按照IBM的说法，制造2nm芯片的步骤要比制造7nm芯片少很多，对于晶圆厂商而言，这是一个非常好的消息。

因为在此背景下，晶圆厂可以更快地进行出货，而且晶圆生产成本也会降低。未来，采用更高工艺打造的芯片，可能价格不仅不会上涨，甚至还会下降。

值得一提的是，想要成功打造出2nm工艺芯片，芯片制造商也必须升级新技术。

首先是将FinFET技术更换为GAA技术。事实上，三星在3nm节点就会采用该技术打造芯片，而台积电则会在2nm节点用其淘汰FinFET技术。除此之外，IBM的2nm芯片还首次使用了底部电介质隔离方案，这一设计可以有效减少电流泄露的问题，缓解芯片功耗压力。

根据IBM官方给出数据，相比7nm芯片，2nm芯片性能大概提升45%，能耗则是减少75%。若是采用2nm工艺打造手机芯片，手机续航时间可以增长至之前的四倍。未来，手机用户只需四天充一次电即可。

其实，2nm工艺除了可以应用在手机等消费电子设备上，还可以用在边缘计算、太空探索、5G/6G等领域。借助这一新工艺帮助，人们的生活水准有望获得大幅提升。

毕竟，未来社会必然会向着智能化方向发展，而设备的智能程度，很大程度都是取决于芯片的制程工艺级别。从该角度来看，2nm技术其实可以帮助智能化产业实现更加快速的发展。

按照计划，三星、台积电两家企业将会在2025年前后，实现2nm芯片量产。美国芯片巨头英特尔，此前也公布了芯片技术升级路线图，表示会在2025年前后发布等效于2nm技术的2A工艺。对于这项新工艺，你认为谁会拔得头筹？