IBM 制造出第一个2纳米半导体芯片
蓝色巨人出手就是王炸。5月6日消息，IBM宣布造出了全球第一颗2nm工艺的半导体芯片。实现芯片领域的最新突破。
目前，广泛商用的是 7 纳米以上制程芯片，最先进的则为台积电生产的 5 纳米芯片，仅在 iPhone12 等高端机型中应用。
IBM 成功研制 2 纳米芯片，代表该领域最新的一座里程碑。IBM 公司称，对比广泛使用的 7 纳米芯片，2 纳米芯片的性能提高 45%，能耗则大幅降低 75%。
核心指标方面，IBM称该2nm芯片的晶体管密度（MTr/mm2，每平方毫米多少百万颗晶体管）为333.33，几乎是台积电5nm的两倍，也比外界预估台积电3nm工艺的292.21 MTr/mm2要高。
2nm晶圆近照
换言之，在150平方毫米也就是指甲盖大小面积内，就能容纳500亿颗晶体管。
同时，IBM表示，在同样的电力消耗下，其性能比当前7nm高出45%，输出同样性能则减少75%的功耗。
实际上，IBM此前也是率先造出7nm（2015年）和5nm（2017年）芯片的厂商，在电压等指标的定义上很早就拿下主导权。
回到此次的2nm上，采用的是GAA（环绕栅极晶体管）技术，三层。IBM介绍，这是第一次使用底介电隔离通道，它可以实现12 nm的栅长，其内部间隔是第二代干法设计，有助于纳米片的开发。这也是第一次使用EUV曝光FEOL部分过程。
需要注意的是，IBM并没有自己的晶圆厂，2014年其制造工厂卖给了格芯，但两者签署了10年合作协议，另外，IBM也和三星、Intel保持合作。
关于GAA晶体管技术，三星3nm、Intel 5nm以及台积电2nm均将首次采用。
2 纳米工艺的芯片，意味着将 500 亿个晶体管塞进“指甲盖大小的芯片”，上一次在制程上所突破是 2017 年的 5 纳米制式芯片，实现放入 300 亿个晶体管。
“这可以说是一个突破，” 市场分析公司 IDC 的研究总监彼特.鲁顿（ Peter Rudden ）表示。 “我们已经看到半导体制造商从 14 纳米到 10 纳米再到 7 纳米，7 纳米对一些人来说已经是个真正的挑战。”
鲁顿称，这一新工艺可用于人工智能设备，因为当前人工智能领域往往需要两个处理器，比如再来一块强大的显卡。具体而言，大幅降低能耗效率在个人设备中很有用，而性能提高则有利于巨型数据中心。
如鲁顿所言，对于一般消费者来说，新技术使芯片降低 75%能耗，潜在优势是可能将电池使用时间延长四倍，手机行业目前普遍的“一天一充”，有望实现“四天一充”，大幅提高用户体验。
这项技术可能在未来几年逐步走出实验室，再由苹果、高通、三星等芯片设计公司设计出新一代芯片，然后在台积电、三星等芯片代工厂进行生产，最后在中国组装到手机里，成为用户手里最新的设备。
