【晶片的 X 奈米製程，到底是什麼意思？】| 瑜新家族辦公室
- Ann Yu
- 7 days ago
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最近收到客人詢問：
「欸欸，聽說台積電的 2 奈米製程去年底開始量產了，其實報紙上每天都在說的 2 奈米、3 奈米，到底是什麼意思啊？」
所以今天就來用最簡單的方式解說一下！🚀
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▋ 還記得外星人ET 嗎？👽👉👈🧑
經典電影 ET 裡，ET 那根會發光的食指，要和人類的食指相連。
現在，請把這兩根食指想像成「電晶體」。
大家都知道，在小小的一顆晶片上，無數個電晶體就是用 0 和 1 來溝通的：
🟢 電流通了＝1
🔴 電流被擋住＝0
所以在你的想像中，ET 的食指和人類食指一旦連上，就是 1；被擋住連不上，就是 0。
那要怎麼控制這兩根食指能不能連上呢？
很簡單，在中間放一個閘門就好！
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▋早期的晶片製程：鐵捲門時代 🏗️
早期晶片的閘門，就像「鐵捲門」一樣，從上方落下來關閉。
誰能把閘門做得越窄，食指連上的速度就越快，晶片運算也越高效。
於是晶片製程從 0.18 微米 → 90 奈米 → 65 奈米 → 45 奈米 一路縮小。
這裡的「微米、奈米」指的就是 #閘門的寬度 。
（註：1 微米＝0.0001 公分；1 奈米＝0.0000001 公分）
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▋不夠用了，換成「魚鰭」吧 🦈✨
但這種鐵捲門方式用了 40 年，到了 20 奈米以下就開始出問題：
閘門太窄太小
很難完全關閉
還會漏電 ⚡😵
聰明的科學家們想到了一個辦法，那就是把接觸面積變大🔎
什麼意思呢?
本來ET和人類，只要食指尖連上就好了嘛，現在科學家改變條件，要讓他們立體起來，得改成整個手掌互碰，high five 才能通電。👽✋🧑
當ET和人類的接觸面積，由食指尖改成整個手掌以後，科學家就可以把原先平面的「鐵捲門」，升級成為「鐵捲門+電梯門」的立體閘門 - 上面＋左邊＋右邊「三面包覆」。
靠著這個突破，人類才從 20 奈米一路推進到 3 奈米。
不過值得一提的是，當換成FinFET之後，每間公司自稱的X奈米製程，就不再代表任何物理上的尺寸了。
只是一種產品的迭代稱呼，純粹拿來「行銷」用，你說幾奈米就是幾奈米吧。
因此，台積電的3奈米是否等於三星的3奈米?
其實已經很難比較了。
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▋ 但現在「魚鰭」也不夠用了…😮💨
FinFET 雖然三面包覆，但「下方」還是沒有照顧到。
於是，在最先進的 2 奈米製程中，一項全新技術登場：
✨ #GAA（Gate-All-Around，環繞閘極） ✨
簡單來說，就是把 ET 的上下左右全部包起來，變成一片片水平堆疊的「奈米片 (nanosheet)」。
優點：
漏電更低
密度更高
超適合 AI 需要的大規模邏輯運算
這種作法難度相當高，但將是未來十年晶片製造的核心技術。🤖⚙️
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▋ 似曾相識，這不就是記憶體晶片HBM的製程嗎?
沒錯沒錯，聰明的讀者發現了這件事!
在AI領域已經被大量運用的「高頻寬記憶體(HBM)」，早就利用這種層層堆疊的方法來製作了。
那為什麼「邏輯晶片」還在艱辛地研發如何去堆疊呢?
因為：
記憶體晶片: 功耗低、電流低、結構規律
邏輯晶片: 功耗高、電流高、熱量巨大、結構複雜
👉 邏輯晶片堆疊會變成熱地獄🔥，所以只能靠 GAA 進化。
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▋投資要看基本面 📈💼
大家都說投資前要研究基本面，但誰有那麼多時間慢慢研究呢？
不如交給 #瑜新家族辦公室 吧！
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