三星10nm工藝性能方面如何? 7nm工藝是極限了嗎?

三星10nm 性能方面如何？

在談三星10nm工藝之前，我們可以先以2017年問世的驍龍835為例。2017年初問世的驍龍835，其基于三星10nm制造工藝打造，相比上一代14nm將使得芯片效率提升40%，面積得更小，速度快27%。魯大師數(shù)據(jù)中心公布的2017年Q1季度手機綜合性能排行榜中，三星S8憑借驍龍835以15萬的跑分重奪性能冠軍寶座。

而在驍龍835問世之前，三星宣布率先在業(yè)界實現(xiàn)了10納米 FinFET工藝的量產(chǎn)。與上一代14納米FinFET工藝相比，三星10納米工藝在減少30%芯片尺寸基礎(chǔ)上，實現(xiàn)性能提升27%或高達(dá)40%功耗降低。讓OEM廠商能夠在即將發(fā)布的產(chǎn)品中獲得更多可用空間，以支持更大的電池或更輕薄的設(shè)計。

從外觀上看，三星S8采用虛擬主屏鍵，分辨率2960X1440，為了提高屏幕的尺寸，同手保證較好的握持感，三星GalaxyS8系列采用了更加修長的18.5:9的屏幕比例，實現(xiàn)了更高的屏占比。

配置方面：三星GalaxyS8/S8+采用了5.6/6.1英寸2K全視曲面屏，10nm工藝處理器，4G+64G存儲，800W前置鏡頭，1200W后置鏡頭，3000/3500毫安電池，運行Android7.0系統(tǒng)，同時支持虹膜識別和面部識別功能，支持IP68級防水防塵功能。

至于三星S8性能提升在哪里？看看10nm工藝處理器就明白了。以驍龍835為例，其可算是今年所有安卓手機都翹首以待的旗艦芯片，首款10nm制程工藝、更強的性能、更低的功耗以及千兆級X16 LTE調(diào)制解調(diào)器等全新特性，無論哪一項都能稱得上激動人心。S8系列作為三星今年安卓旗艦的代表，在配置方面自然會傾其所有。

三星自家的Exynos 8895同樣采用了10nm工藝。相比以往的14nm工藝來說，性能提升了27%，但是能耗卻降低了40%。Exynos 8895同樣采用了八核的CPU架構(gòu)，4顆高性能貓鼬核心搭配4顆低功耗Cortex-A53組成。此外三星在GPU方面也是下足了功夫，Exynos 8895上使用了Mali-G71芯片，集成了高達(dá)20億個運算單元，功耗降低20%，性能也大幅提升。

10nm工藝處理器提供了更快的運行速度，加上三星奢華的配置，二者看起來算是量身定做，能得到10nm工藝處理器更多性能上支持，比如在音頻和VR性能上會有較大提升，雖然Galaxy S8的電池容量為3000mAh，但得益于10nm的工藝處理器的性能，整體續(xù)航水平超過不少4000mAh的產(chǎn)品。

筆者認(rèn)為，10nm工藝處理器對每一款安卓機來說，都算是性能加速度引擎。然而決定一款手機綜合性能，并非單純是手機芯片，還有包括其他軟硬件制約，而S8還具備千兆級的LTE調(diào)制解調(diào)器，再加上三星代工生產(chǎn)10nm工藝處理器，占據(jù)天時地利之便，這也是三星S8不同于其它手機的特點，有望實現(xiàn)性能的最大化。

不出意外，在未來幾個月中，我們可以看到大量搭載10nm工藝處理器、配備雙攝像頭且具備光學(xué)變焦能力的新手機上市。相比之下，10nm工藝處理器更大的意義在 ISP、DSP、Codec等組件提升上，讓手機有望在成像（尤其是雙攝機型）、內(nèi)放音質(zhì)等方面提升，而這些在奢華配置的三星S8身上，性能有望得以更加完整體現(xiàn)。

7nm工藝是極限了嗎?

先前，媒體曾報導(dǎo)，7nm制程工藝最逼近硅基半導(dǎo)體工藝的物理極限。后來，媒體又報導(dǎo)，7nm工藝并非半導(dǎo)體工藝的極限，后面還依次有5nm工藝、3nm工藝，且5nm工藝、3nm工藝并沒有突破硅材料半導(dǎo)體工藝的極限。極限本來是一個數(shù)學(xué)術(shù)語，廣義的極限指的是“無限靠近且永遠(yuǎn)不能到達(dá)”的意思。于是，既然7nm工藝后還依次有5nm工藝、3nm工藝，那么，“為什么原來說7nm工藝是半導(dǎo)體工藝的極限，但現(xiàn)在又被突破了”，更準(zhǔn)確的說法該是，“為什么原來說7nm工藝是半導(dǎo)體工藝的極限，但現(xiàn)在卻又出現(xiàn)了5nm工藝，3nm工藝呢”。

芯片上集成了太多太多的晶體管，晶體管的柵極控制著電流能不能從源極流向漏極，晶體管的源極和漏極之間基于硅元素連接。隨著晶體管的尺寸逐步縮小，源極和漏極之間的溝道也會隨之縮短，當(dāng)溝道縮短到一定程度時，量子隧穿效應(yīng)就會變得更加容易。晶體管便失去了開關(guān)的作用，邏輯電路也就不復(fù)存在了。2016年的時候，有媒體在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布一篇文章稱，“廠商在采用現(xiàn)有硅材料芯片的情況下，晶體管的柵長一旦低于7nm、晶體管中的電子就很容易產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng)，這會給芯片制造商帶來巨大的挑戰(zhàn)”。所以，7nm工藝很可能，而非一定是硅芯片工藝的物理極限。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，“臺積電的3nm制程，很可能才是在摩爾定律下最后的工藝節(jié)點，并且臺積電的3nm工藝會是關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點，以銜接1nm工藝及1nm之下的次納米新材料工藝”。前不久，臺積電的創(chuàng)始人兼董事長張忠謀也表示，摩爾定律在半導(dǎo)體行業(yè)中起碼還可存續(xù)10年，這其中就包括5nm工藝、3nm工藝，而臺積電會不會研發(fā)，以及能否研發(fā)出2nm工藝，則需要再等幾年才能確定。

最后要說的是，即便硅基芯片終有一天非常非常地接近物理極限，人們還可以尋找到其他如采用新材料等技術(shù)路徑來驅(qū)動計算性能持續(xù)提升。