Почему производители электронных гаджетов: смартфонов, умных часов, ноутбуков, — стремятся использовать чипы, произведённые по техпроцессам с как можно меньшим количеством нанометров? Дело в том, что чем меньше количество нанометров в техпроцессе, тем выше плотность транзисторов в чипе и, соответственно, выше его производительность. Это объясняется тем, что чем меньшее расстояние приходится проходить электронам, тем быстрее проходит электрический сигнал и тем быстрее происходит его обработка. В этом случае также ниже тепловыделение и выше энергоэффективность. Так что желание производителей использовать в гаджетах одновременно более компактные и более производительные чипы совершенно логично.
Другое дело, что к нашему времени количество нанометров в передовых техпроцессах стало носить условный характер. Изначально при проектировании интегральных схем в нанометрах измерялась длина затвора транзистора (расстояние между истоком и стоком): чем меньше длина, тем большее количество транзисторов можно разместить в чипе. Но это относилось к планарным транзисторам, которые использовались в техпроцессах до 28 нм включительно. После этого предела стало невозможным дальнейшее уменьшение длины затвора транзистора из-за так называемых «эффектов короткого канала». Токи утечки при этих размерах стали чрезмерными, делая невозможным нормальное использование транзисторов.
Начиная с 22 нм техпроцессов, микрочипы создаются на FinFET транзисторах (непланарные = канальные полевые = 3D транзисторы). Но конструкция FinFET транзисторов настолько отличается от планарных, что их невозможно напрямую сравнивать, используя нанометры. Однако потребность сравнивать чипы между собой, в том числе изготовленные по разным техпроцессам, осталась. И поскольку все уже привыкли оперировать нанометрами, производители решили сохранить этот параметр и в дальнейшем. Ведь главными характеристиками чипов, независимо от используемых техпроцессов, всё равно остаются производительность и энергоэффективность при определённых размерах. Эти характеристики можно сравнить и для удобства связать их с условными нанометрами.
FinFET — тип полевого транзистора, который имеет тонкий вертикальный канал (ребро), в отличие от плоского планарного. Затвор «обернут» вокруг канала с трех сторон, образованного между истоком и стоком.
Поэтому, когда говорят, что современный чип изготовлен по техпроцессу 3 нм, подразумевается, что он эффективнее 5 нм и тем более 7 нм устройства. В общем, чтобы чип был зачислен в разряд более передовых, он должен обладать набором соответствующих характеристик. После этого ему и присваивают почётное число в нанометрах, по факту не имеющих к этому числу никакого отношения.
Это хорошо заметно на примере разных производителей микрочипов. К примеру чипы, изготавливаемые американской Intel по техпроцессу Intel 7, по своим характеристикам близки к чипам, которые производятся по техпроцессам 10 нм других передовиков производства: тайваньского TSMC и южнокорейского Samsung. А чипы Intel, изготавливаемые по техпроцессу Intel 4, обычно соотносят с 7 нм чипами производства TSMC и Samsung. Буквально только что американский гигант начал массовое производство новейших чипов по техпроцессу Intel 3, который многие эксперты соотносят с 3 нм техпроцессами других производителей. Так что тенденция к унификации в этой сфере налицо.
В общем, с одной стороны нанометры применительно к современным техпроцессам по изготовлению микрочипов, это условность. С другой стороны, ничего более удобного, а главное привычного, ещё не придумали.
