3nm 是谎言?光刻工厂真能造芯片?与汪波聊芯片行业那些流传的误

3nm 是谎言?光刻工厂真能造芯片?与汪波聊芯片行业那些流传的误

2023-10-26    62'50''

主播: 晚点聊 LateTalk

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介绍:
芯片曾是全球协作最发达通畅的行业之一,近些年因非技术和行业的外部因素成了公众议题。关于芯片的讨论越来越多,不少历史与概念误读也逐渐流传。 本期节目,我们很高兴邀请到了今年 4 月出版的新书《芯片简史》作者汪波,从芯片行业几个广泛流传的误读出发,聊一聊芯片业的一些关键技术趋势演进,英特尔、英伟达等公司的起伏故事,还有美国、日本政府最初在其本国芯片业发展中的角色,这对我们现在的情形也有参考。 汪波早年留学法国,获得里昂国立应用科学学院集成电路硕士学位、利摩日大学高频微电子博士学位,研究方向为模拟和射频集成电路设计,他现在执教于北京大学深圳研究生院信息工程学院,已出版科普图书《芯片简史》《时间之问》 和《时间之问·少年版》。 《芯片简史》从晶体管的发明开始,回顾了芯片行业数十年的发展脉络。书里有一个总结:芯片史是一部叛逆与创新的历史,是不断推翻即有的格局的历史。这一切还在继续发生。 本期节目我们聊了: 芯片制程到底指什么?为什么用它指示芯片先进程度?3nm 是真的 3nm 吗? -早期,芯片制程指的是晶体管的关键部件栅极的最小宽度(栅长),例如 500 nm 的制程,代表栅极的最小宽度是 500 nm 。 -但随着技术逐渐逼近物理极限,晶体管尺寸已经无法按照既有的速度缩小,制程已经不再直接对应某个具体的尺寸,而成了一种约定俗成的说法。 苹果 3nm VS 华为 7nm -粗略推算,7 nm 下一代是 5nm,5nm 下一代是 3nm,摩尔定律每一代是两年,所以是四年差距 -但 5nm 时业界引入了 EUV 光刻机,从 7nm 到 3nm,要迈过这个坎,时间差距会比四年更长。 -芯片本身性能的增长也已放缓,苹果 3nm 比 4nm 性能只提升了 10% 。 -由于冯·诺依曼架构下内存墙等限制,芯片实际表现并不完全取决于制程,手机的体验差距,小于芯片性能差距。 摩尔定律不是定律 —摩尔定律不是物理定律,而是一个“无声的号召”,它描述芯片设计、性能发展的方向与速度,吸引从业者自发维系、不断推动它实现。 —摩尔定律几经修改,它所描述的对象已有变化。 -芯片进展不仅来自科学家和工程师的贡献,还有“我要赚大钱”的欲望。 CPU 与 GPU ,它们如何崛起,大破既有格局,又(可能)如何衰落? -英特尔的 CPU 产品线差点胎死腹中;只能玩游戏的 GPU 起初的销售也很难。 -CPU 具备更强的通用性,大范围用于需要自动控制的产品上。 -GPU 更擅长计算,尤其是并行计算,这使它适合 AI 训练与推理。 -GPU 不能取代 CPU。 政策与市场,美国经验 VS 日本经验 -芯片最早非常昂贵,基本上由政府买单,1965 年美国 20% 的芯片都由美国空军一家买走。 —日本“超大规模集成电路”计划的经验与教训:芯片行业的发展与创新,需要政府扶持与引导,也需要充足的自由空间,政策引导很难激励出真正的创新。 做芯片科普的感受 -被问的最多的问题是:为什么我们能造出原子弹,却造不出芯片? -敬畏技术规律、市场规律和商业周期。对行业有更多耐心。 相关链接: 苹果的 “乏味” 升级,3 纳米芯片对你有什么意义? (https://mp.weixin.qq.com/s/lpBojF7TDEcPeOdVIcQt1w) 华为归来:一朝亮相,三年准备 (https://mp.weixin.qq.com/s/uIM4H2i3qu6uJdkm5vkdaw) 国产 GPU 创业潮:热闹与耐心 (https://mp.weixin.qq.com/s/l9wtTCtnbdqJjo9j-myE5w) 争夺 AI 入场券:中国大公司竞逐 GPU (https://mp.weixin.qq.com/s/wGTysc-dTxFfiDk4yHytMg) 登场人物: 汪波,资深芯片研究专家、科普作家,《芯片简史》作者,公众号:偶遇科学 程曼祺,晚点科技报道负责人。微信ID:momochoqo 张家豪,晚点科技组记者,微信 ID:erlade0618 ** 剪辑:甜食** 附:技术名词解释 ·栅极:晶体管中控制电流流动、实现开关功能的关键零部件。 ·栅长:晶体管栅极的宽度,最初芯片制程指的就是栅长,栅长越短,制程越先进。 ·栅间距:晶体管中相邻栅极之间的距离。 ·FinFET (鳍式场效应晶体管):大幅缩短晶体管栅长,让芯片能容纳更多晶体管的一种结构。 ·冯·诺依曼架构:计算与存储分离,CPU 从存储器取出指令和数据进行相应的计算方式。 ·内存墙:指内存性能严重限制CPU性能发挥的现象。 ·DRAM 动态随机存储器,即电脑的“内存”。 ·TPU:张量处理单元,专为加速机器学习设计的芯片。 ·NPU:专门为处理神经网络工作负载而设计的芯片。 ·格鲁夫(安迪·格鲁夫)-英特尔创始人之一,主导英特尔放弃存储器业务转向 CPU。 ·法金(弗德里克·法金)-在英特尔设计开发了第一款商用微处理器 Intel 4004,被视为微处理器的联合发明人之一。 欢迎关注我们的公众号,晚点 LatePost,ID:postlate