摩尔定律转向了

晨枫

摩尔定律谁都知道：集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。换言之，处理器的性能大约每两年翻一倍，同时价格下降为之前的一半。

8 \/ N. m7 J% n+ J! z: [* x摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈，没有科学依据，但多少年来，一直是芯片发展的金律，都不是铁律。
# w- M( d6 f, _- u. P
但摩尔定律好像到了28nm就变味了。
+ w3 G* @- w7 W& ?4 Y

9 ]$ g  D, n+ x4 a# z) V+ O
由于不知道的原因，摩尔定律在28nm之前确实很管用，直线下降都不带拐弯的，但到了28nm突然拐弯，不仅一家伙转弯改平，实际上还随着节点尺寸的继续缩小，还有逆势上升的趋势。
% q6 X( F  W8 `) m4 u: Z8 M
1 h: x) s& L, Y0 I9 e这意味着什么？
; r+ `9 g7 L% ~" ]) f6 `5 d
在28nm之前，集成度越高，性能越高，成本越低。此后集成度越高，性能还是提高的，但成本不仅成比例提高，还略有加速提高。
) I1 H" ?$ u/ M, k# R
  e6 [# P; T. Z/ v: h0 t2 u" d也就是说，同样大小的芯片，28nm的成本为1的话，7nm就上涨到16-20。图中只到7nm为止，现在芯片技术已经发展到3nm了，也就是说，成本就将飙升到60-80了。
( @( e7 B4 M0 D2 y1 U/ d! k
  m" d) Z! H- @! B高端手机还在继续用更加高端的芯片，但售价也越来越高。这不光是厂商溢价，也是核心芯片成本飙升的关系。据说iPhone 6使用的是20nm的A8，iPhone 14用4nm的A16。套用图中的趋势，A8和A16的成本相差可达16-20倍。但iPhone 6和iPhone 14的售价肯定不是16-20倍的差价。苹果怎么做到成本控制的，真是个谜。
+ u! N& p: }0 D2 V
同时，这也暗示了美国大建高端芯片产能可能面临的问题：必须有高售价高流量的用户，才撑得起这样高成本的产能，否则就是不可持续的，重建美国制造业就成断头路了。
2 Q( m+ c7 [6 S. d
3 t9 _9 [  a# {0 Q同时，还说明了中国必须首先把28nm的节点站稳、霸住。这是中国突破重围的锦州之战。突破锦州之后，就是入关了。

可梦之

4nm的集成度远到不了20nm的16-20倍，所以价格也差不了那么多，算不算好消息？

可梦之

可梦之 发表于 2023-5-8 18:15
4nm的集成度远到不了20nm的16-20倍，所以价格也差不了那么多，算不算好消息？ ...

6 x  ^  H# N+ D* Z查了一下A8大概20亿个晶体管，A16有160亿晶体管。增加了八倍。A8面积接近90平方毫米，A16超过130平方毫米。所以4nm的密度只有20nm的不到6倍。

晨枫

可梦之 发表于 2023-5-8 04:15
4nm的集成度远到不了20nm的16-20倍，所以价格也差不了那么多，算不算好消息？ ...

哦，晶体管数量不是直接与节点宽度成正比的？

晨枫

可梦之 发表于 2023-5-8 04:27
# @0 D/ t4 K8 M3 }2 A9 K* C' n查了一下A8大概20亿个晶体管，A16有160亿晶体管。增加了八倍。A8面积接近90平方毫米，A16超过130平方毫米 ...

) K8 Q) [8 U" Y& f; P# H$ S嗯，长知识了。那A8到A16，按照那个图，还是涨价了5-6倍？

小木

晨枫 发表于 2023-5-8 07:35
2 O7 R. m) c# _! m嗯，长知识了。那A8到A16，按照那个图，还是涨价了5-6倍？

% s; b1 x( O. P0 b
0 R- N6 n& F1 f按那个图——是每亿晶体管的制造成本。20nm的A8，20亿晶体管，就是1.42x20=28.4美元，4nm的A16，160亿晶体管，按图随机外推下，就是至少160x1.6=256美元。
考虑到iPhone千美元数量级的售价，这个成本还是包的住的，SoC毕竟是现在手机里最贵而且贵出一截的部件了。
8 ~$ n0 U! y% @# A- Z# Z- W
另外现在节点名称早就不代表宽度了，只是个商品名称而已。

testjhy

20nm后面的节点与物理尺寸误差很大，Intel开始还装正人君子，后来发现三星、台积电鬼吹的效果刚刚的，自己吃了大亏，只好跟着鬼吹，注意，从7nm-->5nm-->3nm-->2nm基本都是一、二年，要是真的是物理尺寸，那进步比摩尔定律快多了，

可梦之

晨枫 发表于 2023-5-8 21:34
3 o$ i& ?+ E$ h& K# x9 p, p$ D哦，晶体管数量不是直接与节点宽度成正比的？

5 _9 Y$ ^2 ]) x, ?& `理论上是的，但是晶体管越来越复杂，不能简单的scale。最重要的，Fab厂赛着吹牛逼，几纳米更多是营销用语，和实际晶体管大小偏差多了。

可梦之

小木 发表于 2023-5-8 23:16
按那个图——是每亿晶体管的制造成本。20nm的A8，20亿晶体管，就是1.42x20=28.4美元，4nm的A16，160亿晶 ...

这里看到的数据，A16成本大概是110美元

https://www.163.com/dy/article/HJCR0R9G0511AC4D.html