新手加油站之关键词解读(1)

对新手来说，他们觉得很多IT术语既生硬也难懂，但他们又希望通过深入浅出的形式了解这些知识。因此，从本期开始，我们会定时搜集一些时下热门的IT术语，给大家娓娓道来。本期我们将一起来认识半导体工艺制程。

半导体工艺制程：

半导体工艺制程是指半导体从原料到终成品的制造过程(工艺)。衡量半导体工艺制程先进与否，常用的方法是查看芯片内晶体管走线的宽度和新工艺的应用情况。45nm、40nm、32nm，这些词汇就是用来描述半导体(主要是处理器和显卡)的工艺。比如45nm SOI工艺制程，是指采用此类制造工艺生产的芯片，其电路的连接线小宽度约为45nm，并采用了SOI技术加强性能。

先进的工艺制程人人爱—教你理解制程含义

你可以把工艺制程理解为制造某样东西的流程。比如工厂的生产线，从原料进入到成品出厂，中间涉及了粗加工、精加工、装配、检测等各个环节。无论生产环节有多少，人们会根据需要来为整个或局部生产过程作出定义，这就是工艺制程。比如生产一把椅子，手工制造从木料开始到后成品的过程，可以命名为“手工制椅”工艺制程。随着技术的发展，人们渐渐以某种生产流程的核心技术或产品特征来代称某一时期的工艺制程。还是以制造椅子为例，如果工艺升级后，制造椅子的过程中加入了人体工学设计和机器加工，就可以将工艺命名为“人体工程学及机器制椅”。回到芯片上来，工艺制程是影响芯片性能非常重要的因素。芯片在相同的产品架构和设计思想指导下，更新的工艺制程意味着功耗更低、运行速度更快、价格更便宜。为了达到这个目的，科学家们想出了很多办法。

越小越精悍，越强越出色—实现先进工艺制程的新手段

重要的办法是采用更小的晶体管。晶体管更小，驱动它工作在更高的频率上就更容易，也更节能。特别是在晶体管体积变小后，同样的面积能容纳更多数量的晶体管，实现更多的功能，性能也更为出色。但芯片的结构复杂，用什么数据来体现工艺的进步，晶体管不断在缩小呢？人们想到晶体管中的闸电极走线，这种连接线几乎拥有芯片中细小的尺寸。因此人们在宣传中使用闸电极走线的宽度来简单标识某种工艺制程下，晶体管能达到的小线宽。久而久之，这种标识方法也就成为了普通用户识别芯片工艺制程先进与否的标志。我们今天看到的45nm、40nm、32nm等数据都是这种表示方法。

人们用45nm等词汇来简明表示IT产品的工艺制程。对厂商来说，每一次数据的变化，
意味着整个生产线的革新。(上图为生产CPU的工厂生产线)

我们都知道，电路内部依靠电子传递信息。比如使用铜线连接电池和灯泡，电子在铜线内部流动并释放能量令灯泡发光。芯片内部也是如此，但如今芯片内的线宽已经很窄小了，甚至窄的地方只有几个原子那么宽。电子在其中运动往往会“不守规矩”，不按照既定的方针办事情，造成漏电的现象。并且晶体管越小，这种“不守规矩”的电子就越多。为了解决这个问题，在新的半导体制程中，科学家还设计了各种各样的“防盗门”和“铁丝网”来约束“无法无天”的电子。比如英特尔就在45nm的芯片中采用了基于铪元素High-K栅介质来达到更高的绝缘性并保证更优秀场效特性。除此之外，AMD也采用了特有的SOI技术来加强产品终性能并提高频率。

AMD采用45nm工艺制程的Athlon Ⅱ X2处理器核心图，清晰可见芯片内部结构

后，让我们用芯片的一些关键数字来结束本期。在早期的130nm工艺制程中，芯片内部小线宽可达到头发丝的1/450；在45nm制程中，芯片内部小线宽可达到头发丝的1/1333而在新的32nm工艺制程中，芯片内部的小线宽可以达到头发丝的1/1800。