這十年的技術追求可能只是打破摩爾定律，公司當然正在努力爭取在它的前排座位上占據一席之地。摩爾定律認為硅芯片上的最大晶體管數量將每兩年翻一番，這一定律一直沿用至今，但它正在走向過時。IBM 在 2021 年就證明了這一點，其突破性的 2 納米芯片技術顛覆了市場。這個新的制造時代得益于減少芯片納米的競賽。

　　今天，晶體管的標準長度是10納米，而且隨著最新研究，頂級公司已經生產了5納米或7納米的芯片。從歷史上看，在 20 納米和 16 納米芯片上，由于銅互連與晶體管變得過于緊湊，因此在芯片中出現(xiàn)了不需要的電阻電容延遲問題。通過細線移動電流的挑戰(zhàn)已經在減少芯片納米的技術中產生了瓶頸。GAA 架構是下一代微制造工藝，是理想的技術。半導體制造商正在追逐這項技術，以改善靜電特性、提高性能、優(yōu)化芯片設計并降低功耗。

　　此外，設計和制造更小的芯片的成本是天文數字。據 IBS 估計，5 nm 芯片將花費 4 億美元，3 nm 花費 則高達6.5 億美元。

　　無論如何，芯片制造商正在向下一個節(jié)點進軍，代工廠已經出貨或計劃在芯片中制造 5 納米和 3 納米。在這場競賽中處于領先地位的是 IBM、英特爾、臺積電和三星。

　　IBM的突破

　　作為制造行業(yè)最大的突破之一，IBM 去年推出了世界上第一個 2 納米半導體芯片設計。該公司制造了第一款采用 2 納米 (nm) 納米片技術的芯片。該公告透露，“（IBM 的新 2 納米芯片技術）預計將實現(xiàn)比當今最先進的 7 納米節(jié)點芯片高 45% 的性能和 75% 的能耗?！?/p>

　　最新消息是在 IBM 的 5 納米設計（另一個里程碑）之后不到四年開發(fā)的。IBM 的 2 nm 芯片可以在一個指甲蓋大小的芯片上安裝多達 500 億個晶體管。

　　臺積電（TSMC）是全球最大的芯片制造商之一。該公司計劃在未來三年內投入 1000 億美元的巨額投資來提高產能。它一直在努力在明年推出其 3 納米芯片。生產將于2022年7月開始。

　　臺積電聲稱，3nm 技術將使計算性能提高多達 15%，并降低多達 30% 的功耗。事實上，盡管與英特爾競爭，但據報道蘋果和英特爾是最先使用臺積電 3 納米芯片的公司，該公司計劃為英特爾生產比蘋果更多的芯片。

　　三星，緊隨其后？

　　三星多年來一直是制造領域的主要參與者，在其最新的重大公告中，它聲稱到 2025 年將推出 2 納米技術晶體管。在2021 年的三星代工論壇期間，該公司透露了他們的量產計劃這些 2 nm 芯片位于其 GAA 晶體管架構上。該公司計劃在未來三年內投資創(chuàng)紀錄的 2050 億美元，以尋求在芯片制造領域的領先地位。

　　早些時候，三星聲稱他們的 3 納米技術將在 2022 年底被采用，但根據他們的最新公告，該公司正準備在來年上半年量產他們的第一代 3 納米芯片。這將與競爭對手臺積電計劃制造 3 納米芯片同時到來。

　　英特爾，迎頭趕上

　　2021 年 3 月，英特爾宣布投資200 億美元新建兩家芯片工廠，以期直接挑戰(zhàn)在代工領域占據主導地位的臺積電和三星。英特爾在該領域公認落后，一連串的制造失敗推遲了英特爾芯片的三代。但該公司已經在 7 納米工藝上趕上競爭對手。

　　英特爾生產的芯片為 10 納米，而臺積電已經在生產 5 納米。英特爾的路線圖是在 2024 年超越這些公司并生產 1.8 納米芯片。在短期內，他們的 7 納米芯片預計將在來年上市。他們已經開始為此做準備，改造他們當前的產品，例如 10 納米芯片有更好的工藝稱為Intel 7，而他們的 7 nm工藝是Intel 4。

　　1納米技術？

　　在去年的另一項突破中，臺積電、麻省理工學院和臺灣國立大學的研究機構臺大在開發(fā) 1 納米芯片方面取得了聯(lián)合技術突破。根據他們發(fā)表在《自然》雜志上的研究，他們項目的核心使用半金屬鉍 (Bi) 代替標準硅來為新晶體管奠定基礎。不過，需要注意的是，臺積電已經澄清，至少在可預見的未來，該工藝可能不會用于大批量制造。

　　隨著半導體行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，新的一年無疑打開了一個充滿可能性的窗口。技術愛好者已經在考慮 IBM 今年推出 1 納米芯片的可能性。因此可以肯定地說，不應低估這些公司在減少芯片納米方面的競爭。