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14nm和7nm的芯片用什么区别?

14nm和7nm的芯片用什么区别?
2021-04-28

7nm是目前最主流的芯片制程工艺,4G中高端处理器以及全部5G处理器均采用的是7nm工艺;而14nm制程的芯片目前主流手机已经弃用,最近一款采用14nm芯片的手机为三星A20s——属于性价比颇低的“智商机”!

现在入门级处理器往往是12nm制程的芯片,山寨机处理器往往是16nm制程的芯片(代表作MTK6763与6763T)。


14nm与7nm芯片的区别

如果从制程工艺的发展历程来看,14nm与16nm/12nm同属于一代,再往后的一代是10nm工艺,然后才是目前的7nm工艺(下半年就是更新一代的5nm制程工艺)。也就是说14nm与7nm之间隔着至少两代差距

制程影响最大的就是功耗问题——在相同的性能下,一款芯片制程工艺越先进,单位面积下所容纳的晶体管就越多,同时供电电压就越低,从而功耗就越低

4G旗舰芯片性能强悍(性能越强,自然功耗更高),使用7nm制程工艺减少发热非常有必要;而5G芯片因为5G本身的功耗更高,所以在保证性能的前提下,7nm以及更先进的制程工艺也是不可或缺的!所以目前即使是中端5G芯片也是7nm制程工艺,代表作为天玑800和骁龙765G……



总结

对于4G中低端芯片来说,14nm芯片即使跑分在10万分以下,但依旧能完全满足日用,毕竟山寨机16nm的联发科处理器都可以低画质打王者了……但是对于5G芯片来说,14nm是完全满足不了的。麒麟710A从12nm退回14nm,为了降低功耗,将主频由2.2GHz降低到2.0GHz,如果再加入5G模块,主频可能要降至1.6GHz了……(比如28nm的骁龙430,主频1.4GHz)



不过,我们也注意到,中芯国际的12nm工艺已经进入试产阶段,虽然依旧不强,但是12nm总要好过已经淘汰的14nm了……国家也为中芯国际注资近百亿人民币,相信我国半导体行业终能迎头赶上!

2021-04-28

半导体工艺都属数字越小越先进,7nm相比14nm由于晶体管尺寸的减小,晶体管自身的寄生电容会更小。更小的寄生电容意味着更高的工作频率以及更低的功耗,同时还可以在单位面积中塞进更多的晶体管来增强性能,所以说芯片设计都在不断追求更先进的制造工艺,从而达到更强的效能。

从芯片成本上来说,因为目前代工厂大都是使用的300毫米晶圆,如果使用的7nm工艺,那么同一片晶圆可切割的芯片可以更多(成本更低),良品率也会更有保障,而如果使用14nm工艺达到相同的性能水平的话,那么这颗芯片面积就会更大,每块晶圆能切割出来的芯片就少了许多,对于厂商来说成本也就增加了。

当然,不管半导体工艺发展到哪个地步,设计出来的芯片都是可以满足日常使用需求的,比如说麒麟990用14nm工艺也完全能做出来,只是芯片的面积、发热和成本都将会更高,而采用7nm euv技术之后,不仅性能可以同步提升,功耗够低,而且还能把5G基带集成到一颗芯片里,这就是先进工艺带来的好处。

14nm工艺和7nm工艺制造的芯片在设计、总会体验、成本等方面存在区别。对于普通消费者来说,如果是PC芯片,使用区别不大,但是如果是手机芯片,使用会存在很大的影响。

1.用户体验存在区别

目前的7nm芯片使用了最新的A77架构,在如此先进工艺制造的芯片依然存在发热问题。如果相同的架构使用14nm工艺制造,用户使用会存在严重的发热问题,同时耗电量明显增加,续航能力明显下降,用户体验下降。

2.芯片的制造成本存在区别

目前国内中芯刚刚成功稳定代工生产出麒麟710A处理器,这是一个重大的时刻。而国际上已经稳定制造出7nm芯片,同时已经稳定下来。我们自己制造的芯片虽然工艺落后一点,但是实际成本会更高,消费者需要承担更高的资金去购买工艺落后的电子产品。

3.国家芯片发展受到限制

芯片制造工艺变成14nm,虽然只是工艺的变化。但是对于整个国家来看,这是美国对国产芯片制造技术的打压,企图限制我国芯片技术的发展,维护美国的利息。这个时候,我们需要支持国产产品,让自己的产品慢慢变得更好。

2021-04-28

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14nm就是公交车,7nm是高铁,5nm就是飞机!

【芯片中,到底是14nm工艺和7nm工艺有什么区别?为何华为必须要用7nm工艺】

现在手机厂商会给大家一个讯号:处理器工艺制程越好,那么这款处理器就越优秀。于是,我们似乎都认可了这种说法,只要手机的处理器工艺制程越小,手机的性能就越突出,功耗就越低。事实上,并非完全如此,这里还看CPU以及GPU,包括全部的设计,能否让手机的芯片的功耗真的保持在这种优势下。

芯片的工艺制程是什么?

在芯片的晶体管结构中,计算机是0和1为单位进行运算,当电流从 Source(源极)流入 Drain(漏级),其中的,Gate(栅极)相当于闸门,主要负责控制两端源极和漏级的通断,而我们俗称的nm值,指的是Gate的最小宽度,如它的大小决定了芯片中电流通过时候的不同损耗。

数值越大,自然所耗费的时间,发热,功耗等就越高。而我们一直提到的14nm工艺和7nm工艺,实际上就是栅级的宽窄,决定了我们的门的大小。

那么,14nm和7nm的差异有多少呢?

1.数量方面的变化。14nm工艺制程中晶体管的数量会小于7nm工艺的晶体管数量。晶体管越多,性能越快,晶体管体积小,集成度高,数量越多,主频越快。

2.Gate门越小,自然功耗越小,因为电流经过的时间越小,自然速度越快。

3.我们必须要知道14nm工艺制程远比7nm工艺制程要简单的多,7nm工艺更复杂一些。

我们必须要知道要有更多的性能,让处理器的能力有更好的提升,自然需要多方面进行提升,这里就包括了CPU等各方面的提升,因此为了能够满足它们各方面的提升,工艺制程自然需要提提升。

为了更好的说说7nm和14nm的差异,我们就比较处理器骁龙660和骁龙865处理器的安兔兔跑分差异:骁龙865跑分59万分左右;而骁龙660跑分为14万分左右,可以看到差异了。

你就可以知道了,为何我们说华为必须使用7nm工艺了,能够在使用高性能CPU和GPU等时,能够保证处理器的均衡性!

2021-04-28

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14nm和7nm的芯片用什么区别?

先给出概括性结论:7nm工艺制程的芯片相比于14nm工艺制程,支持的功能更复杂,单位晶体管密度更高,单位面积功耗更低。



在追求先进工艺的芯片类别,手机处理器一直是当仁不让的时代弄潮儿。现在主流的已经量产的高端处理器芯片,基本上都是使用的最先进的可量产工艺,7nm,例如麒麟990 5G。

那为什么手机处理器芯片一直追着工艺不放?

因为消费者需求真的是提升的很快,处理器的频率越来越高,拍照的功能越来越好,还要支持5G网络等等。

以拍照为例,现在为了提升拍照效果,各个手机厂家除了在镜头方面大做文章之外,AI拍照变得越来越普遍,隐藏在AI拍照后面的是对算力提升的直接需要。这些体现在芯片上面,就是功能越来越复杂,但是wafer面积是一定的,那就只有提升单元面积上面的晶体管密度。


为了让大家有工艺提升带来的收益,有一个直观的数字概念,我给大家举一个台积电7nm工艺和5nm工艺在晶体管密度方面的提升。

台积电初代7nm的晶体管密度是9120万个,5nm的晶体管密度是1.713亿个,增长达到88%。除此之外,性能提升达到15%-30%,这两个数字是不是已经深深地震撼了你。



小结

工艺制程越先进,带来面积、功耗等方面的收益是非常直接切明显的,这也就是当初为什么台积电、三星、intel持续多年投巨资研发先进制程的直接原因。但是制程越先进,研发投入,流片费用就越惊人,所以如果想使用先进的制程,必须对出货量,以及利润率有足够的信心,不然对芯片设计公司来讲,真的是得不偿失了。

2021-04-28

手机上面的架构和工艺往往是绑定的,先进的架构往往会采用更先进的工艺,目前安卓这边7nm工艺往往会搭配A77或者A76架构,而14nm工艺芯片的架构会老很多,新的架构往往具有更高的频率,和更强的IPC性能,以及更高的能效,所以手机上面的14nm芯片和7nm芯片的使用区别是很简单的,那就是7nm工艺的产品性能更强,能效更高。

不过功率和发热不一定更低,因为7nm芯片为了追求性能可以将规格堆的更高,譬如更多的GPU核心,更高的频率,而14nm芯片相对而言堆料可能会少很多,因此最终7nm工艺的旗舰芯片虽然获得了更高的性能,但是整体能耗不一定低,就像每次新的旗舰芯片发布的时候,大家都说自己的能效更高了,更省电了,但是这些年手机电池容量是一路攀升,续航始终是一个恼人的事情。

此外越先进的工艺往往具有更高的热密度,更容易产生积热问题,如果遇上工艺翻车了,那更惨,直接后果就是能效表现反而不及上代的产品,譬如三星5nm工艺的骁龙888,在能效比上面就不如台积电7nm的骁龙865,当然7nm和14nm的差异太大了,基本上一个中端的7nm手机芯片就比当年14nm手机旗舰芯片的性能更强,但是在发热和能耗上面有更好的表现。

至于电脑上面,参考Intel的14nm芯片和AMD的7nm芯片竞争历史就行了,总的来说在台式机上面,对能耗表现远没有手机上面那么敏感,14nm芯片经过多轮打磨后可以做到更高的频率,所以14nm芯片在单核性能上面可以超过7nm工艺的芯片,不过在多核性能上,Intel是远不如AMD的,这固然与二者的设计有直接差异,但是工艺带来的能耗问题也是有直接关系的,Intel如果也堆那么多的核心,在能耗上面是压不住的。

所以总的来说,7nm工艺的芯片相比14nm工艺的芯片,可以具有更强的性能,更优秀的能耗比,在手机上面这点表现的特别明显,现在手机上面的中低端7nm工艺产品,可以提供比当年14nm旗舰手机芯片更强的性能,二者已经不具备可比性了。不过台式电脑上面,目前Intel还是14nm工艺,AMD是7nm,在同核心数量的情况下,二者性能相当,不过AMD可以堆更多的核心,具有更低的能耗,整体更优秀。

2021-04-28

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芯片由四个环节构成

芯片的组成部分别是芯片设计、晶圆生产、芯片封装和芯片测试,封装与测试一般同属在一个环节,通常我们说的芯片,就是通过设计、生产和封测三个环节,然后交由晶圆生产企业来生产。

晶圆企业要建立生产线,这部分资金投入很大,十亿、百亿都有可能是皮毛,且需要在工艺方面进行研发,才能按照设计代工出芯片产品,如果设计出了7NM的芯片,但是代工技术达不到,还是生产产不了,故而我们看到华为有自己的7NM芯片,但中芯国际还不能代工生产,没办法就只能交给台积电来代工生产。

中芯在去年已经成功开始量产14NM芯片,7NM芯片还在在加速研发,问题是7NM以上的工艺用DUV光刻机就可以生产,而7NM以下的工艺需要用引入极紫外光(EUV)的光刻技术。

目前全球只有荷兰的ASML公司能生产EUV光刻机,中芯国际在2018年就从ASML订购了一台EUV,由于美国从中作耿,以及各种原因现在都还没有交货。

为什么非要开发7NM,甚至5NM和更小的芯片,两者有什么差别?

14NM和7NM芯片,是从芯片的制造工艺方面来定义的,二者之间,肯定是7NM技术制造出来的芯片性能更优越,在相同的面积中所集成的晶体管越多,芯片的整体性能就会越高。

以电脑处理器为例,用7NM技术制造的CPU肯定比14NM技术的CPU在晶体管数量方面、处理速度方面,以及最重要的功耗方面和温升方面会高出一个量级。

因此,用7NM制程制造的芯片在很多方面超过14NM制造的芯片,使得各种性能得到提升,让使用芯片的设备性能得到整体提升。

不过,如果仅从实用角度来说,可能两者的差别并不太明显,但是在科技领域,本身就需要不断研发,不断创新,突破过去的极限,才得以让技术进步。

可能现在我们从经济角度的价值看,没有必要去研发和使用7NM的技术,但是在多年以后,有可能到时7NM的芯片如同我们现在看百年前的工业机器一样。

2021-04-28

其实手机真没必要这么拼命追求制程,我的mate 9用了三年了,好得很,一点问题都没有,所以我到现在都没换。内存大一点、电池好一点,一般用用足够了

2021-04-28

主要有如下几个区别:

芯片的制程工艺越小,其能耗就越小,具体反馈到手机上就是用7nm的芯片,手机可能一天一充电,14nm则需要半天充一次电,当然还会减少内部发热的情况,我们看到有些手机用久了会发热,就是制程工艺上的问题;



芯片的制程工艺越小,则单一芯片的面积越小,同一块晶圆可以切割出更多的芯片,显著降低芯片的成本,比如一块晶圆可以切割出10000片14nm芯片,那么则可以切割20000片7nm芯片;



芯片的制程工艺越小,同等面积的芯片中可以植入更多的晶体管,可以显著提高算法性能;同等面积的芯片中,7nm的可以两倍的晶体管,算力提升明显;



芯片的制程工艺越小,在满足同等性能下,所需的芯片面积越小,则手机中可用空间更大,有利于植入更多的其它零件才实现更多的功能;用7nm的工艺,可有更多剩余空间去实现手机的其它新增功能。

2021-04-28

随着智能手机普及,更多硬件参数越来越透明化,消费者对这些硬件参数也有所了解,其中关注度比较高的是芯片,一款新机发布后值不值这个价,往往根据处理器性能就可以大致判断,因为处理器强大的手机,其它硬件配置也不会差。手机芯片更新的速度明显比电脑更快,几乎是一年升级一次先进的工艺技术,目前7nm芯片已经大规模普及,今年下半年消费者就能使用上5nm芯片的高端机。

最近网上有不少网友疑惑14nm对比7nm,是不是芯片大一点,性能差不太多呢?首先要理解这里的纳米是什么意思,芯片的纳米工艺是指晶体管与晶体管之间电路的距离,所以说在相同芯片面积下,7nm就拥有更多的晶体管数量。所以说14nm芯片和7nm芯片相比,晶体管数量少了很多,其实14nm芯片面积和7nm芯片相比并不是很大,因此前者晶体管数量少了很多,在性能和功耗方面都会差一些。

14nm对比7nm芯片最典型的例子是骁龙821和骁龙855,中间还隔了第一代10nm、第二代10nm的骁龙835、845,现在骁龙821的机型基本很少人在用了,855旗舰机还有很多用户在用,因为性能依旧强大,功耗更低,运行各种主流大型游戏很流畅。

很多芯片厂商发布新一代处理器时,都会说CPU和GPU性能得到很大提升,同时还会说功耗再次降低,因此很多消费者质问既然芯片性能提升如此大,为何功耗还降低了?但是芯片厂商并没有把新一代芯片的CPU、GPU性能提升与功耗降低联系起来,这三个参数只是单独相较于上一代芯片得出来的理论结果,比如7nm芯片功耗肯定比10nm低,但前者CPU和GPU性能得到提升,功耗肯定会增加,因此用户会发现这两种芯片的手机在玩大型游戏时发热程度基本一致,7nm芯片的手机甚至更热一些。

由于14nm和7nm隔的有点远了,因此性能差距明显,而功耗方面还可以根据工艺技术不同来判别,比如相同制程的芯片,台积电比三星的功耗低一些,甚至性能也会提升不少。

2021-04-28

首先从电路硬件设计与应用来说,我们在设计电路时选片主要考志芯片的性能与价格、可靠性与外形封装形式等几个方面,对于芯片内部的制造则考虑的很少。



对于14nm(纳米)和7nm(纳米)是从芯片的制造工乏方面来说明的,对于两者来说走是7nm(纳米)

技术制造出来的芯片其性能更优越,在相同的面积中所集成的晶体管越多芯片的各种性能就越高,比如以处理器为例,用7nm(纳米)技术制作的CPU肯定比14nm(纳米)技术制作的CPU在晶体管数量方面、处理速度方面、功耗方面以及温升等方面都会高出一个数量级,所以用7nm(纳米)制程利作的芯片在各个方面会全面“碾压'14nm(纳米)制程的芯片。以上是用7nm(纳米)技术比14nm(纳米)技术从芯片的各种性能得到提升做出的对比。



另一方面14nm(纳米)和7nm(纳米)的芯片在设计方法和所用的技术上也是有区別的。在制作度上肯定7nm(纳米)技术要比14nm(纳米)技术难度更大;在制作残用上两者的差距也是有着很大区別的。比如芯片制造的核心设备光刻机就是一个很大的投资,7nm(约米)光刻机要比14nm(纳米)光机在价格上要贵出许多,再加上设计规则与技术的不同都会増加其成本。

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