“摩尔定律已死”添新证据:芯片制造成本 10 年前已停止下降
IT之家
2024-02-04 12:47:32

原标题:“摩尔定律已死”添新证据:芯片制造成本 10 年前已停止下降

IT之家 2 月 3 日消息,英伟达首席执行官黄仁勋近年来多次在公开场合表示,“摩尔定律已死”。虽然英特尔和 AMD 高管持不同观点,但谷歌近日公布的一份报告,再次佐证了黄仁勋的观点。

摩尔定律是英特尔创始人之一戈登・摩尔的经验之谈,其核心内容为: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。

1 亿栅极晶体管自 2014 年 28nm 以来成本陷入停滞,并未下降

三维半导体集成公司 MonolithIC 3D 的首席执行官 Zvi Or-Bach 早在 2014 年就提交了一份分析报告,显示每晶体管成本在 28 纳米时已停止下降。

谷歌的 Milind Shah 在 IEDM 2023 的短期课程(SC1.6)中验证了这一说法。他指出,自台积电 2012 年量产 28 纳米平面工艺技术以来,1 亿个栅极(gate)单位晶体管成本实际上有所增加,并没有变得便宜。

上图表明 1 亿栅极晶体管成本并未下降

谷歌研究结果表明:“晶体管成本的增长(0.7 倍)在 28 纳米时停滞不前,并且在各代之间保持持平。”

业界对新节点的单位晶体管成本收益递减的担忧由来已久。在 7 纳米、5 纳米和 3 纳米不断演进过程中,芯片制造工艺技术需要更复杂的晶圆厂工具,这些工具的成本高达数亿美元(ASML Twinscan NXE 光刻机的成本为 2 亿美元),让前沿晶圆厂的成本达到 200 亿至 300 亿美元的水平。

不过,虽然芯片制造在过去几年中变得越来越复杂和昂贵,但我们还是应该从更大的角度来看待这个问题。

事实上,根据谷歌公司的 Milind Shah 在行业展会 IEDM 上展示的图表,以 28 纳米为标准的 1 亿个晶体管的成本实际上是持平的,甚至还在增加。

是什么推动工艺演进?

尽管成本缩减停滞不前,但为什么业界仍在推动晶体管不断缩小,目标是达到令人难以置信的 1 纳米节点?答案在于系统级效益(system-level benefits)。英伟达™(NVIDIA®)公司首席科学家比尔-达利(Bill Dally)绘制的这张图表就说明了这一点。

图源:Bill Dally,伯克利 EECS,2022 年 11 月 30 日

这反过来又推动了 CPU 和 GPU 等领先计算设备达到或超过微粒尺寸的趋势。追求更小的节点,可以让芯片上的元件集成得更紧密,从而进一步提高性能和效率。

下图为 Die(裸晶 / 裸片)尺寸趋势:

图源:AMD

遗憾的是,逻辑和存储器(DRAM、NAND)的制造工艺截然不同。因此,它们在不同的晶圆上生产,无法通过微缩(scaling)实现集成。更糟糕的是,SRAM 位元格(Bit Cell)的微缩在 5 纳米节点时就已经停止了。

图源:WikiChip

AMD 和台积电似乎都了解这些趋势,并在过去几年中调整了混合键合(Hybrid Bonding)技术,以进一步提升计算性能。

图源:Lisa Su 博士

图源:台积电芯粒(Chiplet)方案受追捧

芯粒英文是 Chiplet,是指预先制造好、具有特定功能、可组合集成的 Die 。

厂商为了优化成本和性能,将某些设计分解,即切成 chiplets,而不是使用前沿节点生产由单片硅制成的单片设计,更有吸引力。

客户端领域

在客户端计算领域,最典型的分解设计实例就是 AMD 的 Ryzen 台式机 CPU 和英特尔的 Meteor Lake 笔记本电脑 CPU,采用来自不同工厂的不同工艺制造。

数据中心领域

在数据中心领域,AMD 的 EPYC 数据中心 CPU 也是一个成功的例子。像 AMD 和英特尔这样市值数十亿美元的公司当然可以仔细评估他们的设计方案,然后利用他们所掌握的最佳技术制造产品。

而对于规模较小的制造商来说,事情可能就没那么简单了。

多芯粒设计

首先,multi-chiplet 设计往往比单片(monolithic)设计更耗电,因此并不是移动设备的最佳选择。

multi-chiplet 设计一项艰巨的工程任务,虽然 MonolithIC 3D 等公司提供多芯片集成服务(最终使用先进的封装技术,如英特尔的 Foveros 或台积电的 CoWoS),但服务成本并不便宜。

第三,先进封装技术成本高昂,而且即便有厂商愿意掏钱购买,台积电 CoWoS 封装产能吃紧,显然没有余力满足其要求。

IT之家附上本文参考链接

相关内容

热门资讯

瑞幸大股东或竞购星巴克中国股权 记者丨贺泓源 刘瑾睿 编辑丨张伟贤 星巴克中国股权出售继续推进中。 2025年7月9日,据多家媒体援...
放量937亿元!“牛市旗手”集... 今天(7月11日)早盘,A股三大指数集体高开。截至早盘收盘,沪指、创业板指双双涨超1%,深成指涨0....
中国平安:7月10日融券卖出3... 证券之星消息,7月10日,中国平安(601318)融资买入3.26亿元,融资偿还4.68亿元,融资净...
淘宝闪购激发消费活力 食品饮料... 本报讯 (记者梁傲男)自淘宝闪购上线以来,社会消费热情被极大点燃。暑期经济激活了食品饮料及餐饮消费,...
上交所:华数数字电视传媒集团有... 7月11日,上交所发布关于华数数字电视传媒集团有限公司2025年面向专业投资者公开发行公司债券(第三...
比特币突然狂飙,超19万人爆仓... 隔夜美股盘中突然拉升。加密货币集体大涨,比特币一度突破117000美元。 周四美股盘中反弹,至收盘纳...
卷跑130亿,许家印都自叹不如 卷走130亿不稀罕,稀罕的是被他跑了。 在咱们这里要找进步最快的领域,“人传人”式营销可能得算上一...
多数投资机构看好A股后市,兴业... 7月11日,三大股指早盘小幅拉升,其中上证180指数小幅上涨。截至上午9:50,兴业上证180ETF...
“若实现将系就职以来首次”,鲁... 【环球网报道】据香港《南华早报》报道,美国国务卿鲁比奥当地时间10日表示,他正筹备与中方在马来西亚举...
嘉元科技:7月10日融资净买入... 证券之星消息,7月10日,嘉元科技(688388)融资买入4061.02万元,融资偿还3739.52...
沪指重返3500点,继续上攻动... 时隔三年多,沪指收盘重返3500点。 截至7月10日收盘,上证综指涨0.48%,报3509.68点,...
韩国综合指数盘中翻绿 7月11日,韩国综合指数盘中翻绿,此前一度涨超1%。截至9时13分,该指数跌0.07%。 上证报中...
跌停!大成基金旗下1只基金持仓... 7月11日,中京电子股票盘中跌停,惠州中京电子科技股份有限公司(股票代码002579)成立于2000...
高腾机电董事长王坚拥有澳大利亚... 瑞财经王敏6月30日,浙江高腾机电制造股份有限公司(以下简称“高腾机电”)北交所IPO获受理,保荐机...
(2025全新上线)快三游戏有... 本篇文章给大家谈谈怎样看出快三游戏开挂开挂没,以及快三游戏怎么看出来是开挂对应的知识点,希望对各位有...
(2025全新上线)加拿大pc... 无需打开直接搜索微信:加拿大pc28有挂吗本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功...
(2025全新上线)赢彩快三有... (2025全新上线)赢彩快三有没有挂到底有挂吗!太过分了“原来真的有挂是一款可以让一直输的玩家,快速...
(2025全新上线)彩66快三... 本篇文章给大家谈谈怎样看出彩66快三开挂开挂没,以及彩66快三怎么看出来是开挂对应的知识点,希望对各...
(2025全新上线)北京赛车快... (2025全新上线)北京赛车快三有没有挂到底有挂吗!太过分了“原来真的有挂是一款可以让一直输的玩家,...
(2025全新上线)极速快乐十... 您好,极速快乐十分这款游戏可以开挂的,确实是有挂的,通过微信【8198015 】很多玩家在这款游戏中...
(2025全新上线)大发快三有... 您好,大发快三这款游戏可以开挂的,确实是有挂的,通过微信【8198015 】很多玩家在这款游戏中打牌...
(2025全新上线)天津快三有... 您好,天津快三这款游戏可以开挂的,确实是有挂的,通过微信【8198015 】很多玩家在这款游戏中打牌...
(2025全新上线)加拿大28... 无需打开直接搜索微信:加拿大28有挂吗本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功能更...
(2025全新上线)五常填大坑... (2025全新上线)五常填大坑有没有挂到底有挂吗!太过分了“原来真的有挂是一款可以让一直输的玩家,快...
(2025全新上线)梦幻麻将有... 本篇文章给大家谈谈怎样看出梦幻麻将开挂开挂没,以及梦幻麻将怎么看出来是开挂对应的知识点,希望对各位有...
(2025全新上线)东游麻将有... (2025全新上线)东游麻将有没有挂到底有挂吗!太过分了“原来真的有挂是一款可以让一直输的玩家,快速...
(2025全新上线)川麻圈有没... (2025全新上线)川麻圈有没有挂到底有挂吗!太过分了“原来真的有挂是一款可以让一直输的玩家,快速成...
(2025全新上线)浙江游戏家... 您好,浙江游戏家园这款游戏可以开挂的,确实是有挂的,通过微信【29290261】很多玩家在这款游戏中...
(2025全新上线)北方家乡游... 您好,北方家乡游戏这款游戏可以开挂的,确实是有挂的,通过微信【8198015 】很多玩家在这款游戏中...
(2025全新上线)大宝连云港... 无需打开直接搜索微信:大宝连云港麻将有挂吗本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功...