IBM IBM的2nm芯片制程 是噱头还是来真的？
2nm芯片真的来了？IBM宣布推出全球首个2nm芯片制造技术引起了大家的注意 。与7nm的技术相比，预计将带来45%的性能提升或75%的能耗降低，而比起当前最尖端的5nm芯片，2nm芯片的体积更小、速度更快 。
从IBM的表述意味着：
- 手机的电池寿命延长三倍，用户只充电一次可以用四天；
- 为碳中和做出贡献；
- 互联网体验更好；
- 赋能自动驾驶，缩短响应时间... ...
台积电的5nm芯片每平方毫米约有1.73亿个晶体管，三星的5nm芯片每平方毫米约有1.27亿个晶体管 。这样对比来看，IBM 2nm晶体管密度达到了台积电5nm的2倍 。
而Intel的7nm晶体管密度超越了台积电5nm，也超过了三星的7nm，因此有业内人士表示IBM 2nm芯片在规格上强于台积电的3nm 。
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而每平方毫米有大约3.33亿个晶体管的IBM新型2nm芯片，可不是好生产的 。
IBM表示，其采用2nm工艺制造的测试芯片可以在一块指甲大小的芯片中容纳500亿个晶体管，而2nm小于我们DNA单链的宽度 。
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通过图片可以看到，IBM新型2nm芯片采用纳米片堆叠的晶体管，有时也被称为gate all around或GAA晶体管 。
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IBM的三层GAA纳米片，每片纳米片宽40nm，高5nm，间距44nm，栅极长度12nm 。
IBM表示，该芯片首次使用底部电介质隔离，实现12nm的栅极长度，可以减少电流泄漏，有助于减少芯片上的功耗 。
该芯片另一个新技术就是IBM提出的内部空间干燥工艺，这有助于实现纳米片的开发 。
并且该芯片广泛地使用EUV技术，例如在芯片过程的前端进行EUV图案化，不仅是在中间和后端 。
而这样的技术最终可以让制造2nm芯片所需的步骤比7nm少得多，能促进整个晶圆厂的发展，也可能降低部分成品晶圆的成本 。
最后，2nm晶体管的阈值电压（上表中的Vt）可以根据需要增大和减小，例如，用于手持设备的电压较低，而用于百亿超级计算机的CPU的电压较高 。
【IBM|IBM的2nm芯片制程 是噱头还是来真的？】IBM并未透露这种2nm技术是否会采用硅锗通道，但是显然有可能 。
谁能帮IBM造2nm？
这么强悍的芯片来袭，就涉及到生产了 。IBM能自己解决吗？
其实，早期IBM在半导体制造行业有深厚的技术积累 。例如32nm节点上AMD使用的SOI工艺也来自IBM合作研发 。
IBM曾经拥有过自己的晶圆厂，Power处理器就是自产自销 。后期因为业务调整，2014年将晶圆业务及技术、专利卖给了格芯 。然而2018年8月，格芯宣布无限期停止7nm工艺的投资研发，转而专注现有14/12nm FinFET工艺及22/12nm FD-SOI工艺，随之AMD宣布将CPU及GPU全面转向台积电，当时业内纷纷表示IBM很受伤 。
如今的IBM没有了自己的代工厂 。
目前来看，台积电和三星正在生产5nm芯片，英特尔则致力于7nm芯片技术 。而按投产进度来看，台积电目前计划在今年年底开工投产的4nm芯片工艺，大批量生产要等到2022年；3nm芯片技术投产进程预计更晚，要到2022年下半年；2nm芯片技术更是仍处于相对早期的开发阶段 。
这样的时间推算也是在半导体公司不遇到拖延的情况下的假设 。
关于3nm制程工艺，业内表示将于今年进行试产，2022年量产大概率可以量产 。那么2nm呢？
2020年9月，经济日报曾报道，台积电宣布2nm制程获得了重大突破，当时供应链预计2023年下半年可望进入风险性试产，2024年正式量产 。
而在GAA技术的采用上，三星3nm就导入GAA 。关于GAA工艺，2019年5月，在当时的 SFF（Samsung Foundry Forum）美国分会上，三星就表示将在2021年推出基于 3nm GAA工艺的产品，并表示该产品的性能提高 35%、功耗降低 50%、芯片面积缩小45% 。
当时三星公布的消息引起了轰动，毕竟英特尔10nm还没量产，三星的3nm就要来了 。
而台积电要到2nm才会导入GAA技术 。相比于三星，台积电切入GAA工艺较晚，虽然这与台积电本身FinFET的巨大成功有一定的关系，但可能更多的原因在于若采用新的工艺，从决定采用到最终实现量产，需要耗费较长的时间周期 。
如今IBM将大多数芯片的生产外包给了三星，包括Power 10服务器处理器，IBM在美国纽约州的奥尔巴尼仍保留着一处芯片研发中心，该中心负责对芯片进行研发和测试，并与三星和英特尔签署了联合技术开发协议 。有媒体表示，IBM此次发布的2nm芯片制程正是在这个研发中心设计和制造的 。
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