7nm芯片“难产”：芯片越来越小，世界越来越妙

文/ ChenyuZHU

前不久，芯片巨头公司英特尔宣布，原定于年底量产的7nm芯片又要“难产”了。量产一再延期的消息，惊爆了整个科技界，大家纷纷议论“芯片巨头”是否难以续写传奇？好在，集成电路制造服务企业“台积电”接下重担，承包了英尔特7nm芯片的外包生产任务，才暂时缓解了企业危机。这么一块小小的芯片，到底有什么魔力，竟然能引发整个科技界的热议？

小小芯片，你是谁？

在这个科技时代，手机、电脑、人工智能，是与我们生活息息相关的最伟大的发明。它们使我们的生活变得便利、有趣，而这一切都跟它们的灵魂——芯片，有着莫大的关系。

每当购买新的电子产品，为了了解其性能，我们常常把芯片挂在嘴边，但你真的了解它吗？

我们日常使用的电子设备，驱动其工作的，就是设备中那块极小的、被称为中央处理器（CPU）的芯片。芯片上集成了尺度以纳米计的电路元件——三极管。普通灯泡的电路通常只有一个正极和一个负极，而它有三个接口。这个比普通电路多出来的一极，就像一个开关，决定了另外两极的电流能否通过。也正是利用了三极管的这种特性，研究人员用各种方法将其组合成逻辑电路，在一块硅片上集成起来，便组成了芯片。

你的世界，已经离不开芯片

电脑、手机、游戏机、空气净化器、智能电风扇……我们的生活离不开这些电器，这些电器也离不开芯片。

几乎所有电子设备上运行的软件都需要芯片进行各种计算。拿手机来说，如果没有强大计算能力的芯片，手机就只能用来“专一”地打电话，玩游戏、点外卖、追剧、刷短视频这些日常操作，都跟它没了关系。

另外，全球日益火热的人工智能，也是以芯片的高计算性能为基础来开发的。所以，已经习惯了与高科技为伍的你，在吃住行等各个方面，如果离开了芯片，还真不行。

英特尔，你的芯片怎么了？

现在，知道了芯片对世界的运转，以及我们生活的影响有多大，也就不难理解，芯片巨头英特尔公司生产不出高性能的芯片意味着什么了。

目前，对于英特尔来说，7nm芯片是最高工艺，之所以无法量产引起热议，是因为这种影响将波及整个科技界。但是，无法自己生产，并不代表就此停产。找到外包企业台积电承接生产工作，就是英特尔的自救方案。

你知道，为什么宁愿找外包公司合作，英特尔也要追求性能更高、尺度更小的芯片吗？

在提及芯片时，我们常常会在“芯片”二字前面加上一个长度单位，指的是芯片上元件的尺度。英特尔这次难产的7nm芯片，指的就是电路元件尺度为7nm的芯片。

芯片的运算能力是随着集成度的增强而增强的。“集成度”指的就是一小块硅片上能置放的电路元件数目。元件的尺度越小，同等大小硅片上能置放的元件就越多，集成度自然也越高，速度就越快。也就是说，7nm芯片比10nm芯片性能更高，5nm又比7nm更高。

追求越来越小的芯片尺度，除了能提高性能，还有一个重要的原因是摩尔定律。摩尔定律是芯片领域的著名定律，指当价格不变时，芯片的集成度每18个月～24个月翻一倍。这并不是一个自然法则所推出的定律，而是英特尔的创始人之一戈登·摩尔，在1965年总结资料时所发现的一个规律。它表明从20世纪到现在，信息技术的进步速度每18～24个月翻一倍，呈指数上升。这意味着，如果英特尔不跟上这个速度，则会在芯片领域掉队。

摩尔定律催促着科技公司不断更新技术，不过对于普通用户来说，算是一项信息技术福利——支付相同价钱，每18～24个月能买到性能高一倍以上的电子设备。打个比方，如果你现在组装电脑时买不起像2080Ti这样高性能的显卡，不妨等上两年，其价格就会下降一半，到时就能火速买下。

然而，摩尔定律不是自然法则，以前是对的，现在是对的，不代表将来也对。芯片尺度每18～24个月缩小一倍的背后，需要无数资金与技术的投入。芯片想要越做越小，所要解决的技术难题也会越来越大，越来越多。所以，即便身为芯片巨头，英特尔卡在7nm工艺上这么多年，也就不足为奇了。

从20世纪开始，科技公司就不断地更新技术，把芯片越做越小，目的就是让它的计算能力更快，价格更便宜。1946年，世界第一台通用计算机ENIAC诞生，重达31吨，占地面积约为170平方米，每秒钟能做5000次加法运算。而其造价为48万美元，算上1946年至今的通货膨胀，几乎是天文数字。

现在，一块英特尔酷睿i5 8400芯片，每秒钟就能做28亿次计算，其面积和重量就和一块橡皮擦差不多，售价不过1000多元人民币，这在七十几年前是根本无法想象的。

很多人都在疑惑，未来芯片的极限在哪里。然而科技没有尽头，一切都等着科研人员去探索。可以肯定的是，芯片越来越小，我们的世界也将越来越妙。正是这些尺度小小又价格亲民的芯片，支撑起了我们现代的信息文明。