聽説這個領域有25倍發展空間！真的假的？_風聞

在看到芯片相關新聞時你可能會看到一個説法—“摩爾定律快要失效了”，摩爾定律是説：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。那麼摩爾定律失效的意思是指芯片性能要到達天花板了嗎？

要弄明白這個問題，首先要從晶體管開始研究，因為芯片的本質就是由一個個晶體管構成的。

晶體管結構可以用一個“地鐵站模型”來表示，它由兩個“地鐵站”組成，之間有一條時有時無的通道，受一個開關的控制，開關打開的時候，通道出現連通兩個車站，電子就可以流過去；斷開的時候，通道消失，電子就過不去。

這條通道當然非常重要，在晶體管裏它叫“溝道”，晶體管的速度、功耗等重要的性能指標都跟溝道長度緊密相關。工藝越先進的芯片，晶體管的溝道就越短，電子通過溝道的時間也就越短，信息的傳遞自然也就越快，芯片的性能就越好。

溝道長度存在着一個理論極限，就是一個硅原子的直徑0.2納米。

為什麼呢？設想一下，如果溝道不斷縮小，直到比原子直徑還短，那就意味着兩個地鐵站徹底連在一起了，就不再有通斷之分了，晶體管沒有開關功能自然就失效了。

現在量產的最先進工藝是5納米，距離0.2納米還有25倍，看着距離極限還挺遠的，但實際並不是，實際製造過程還會受到熱力學限制和量子力學限制（太過專業就不詳細説明了）。研究表明，硅晶體管的極限尺寸在1納米左右。

此外，每顆芯片都是由大量晶體管集成起來的，很多晶體管集成到一起的時候，就有更多問題需要考慮，比如集成密度、時鐘頻率、電源電壓、佈線層數等等。

綜合以上這些，對於1納米晶體管未來能不能量產這個問題並不能太樂觀。

新的技術方向

但如果要繼續提高芯片性能，有沒有什麼辦法呢？在科學技術如光速般發展的21世紀，答案肯定是有的。由於芯片是由晶體管+集成電路兩部分組成，就可以從這兩個方向來思考。

SoC就是集成電路這個方向的創新成果。它的全稱是System on Chip，即片上系統，也叫系統級芯片。“麻雀雖小，五臟俱全”，可以用這句話來形容SoC。

不同於只有單一功能的芯片，SoC整體實現CPU、DSP、數字電路、模擬電路、存儲器及片上可編程邏輯等多種電路，一顆芯片上集成了多種功能。現在所有的智能手機、平板電腦裏面最重要的一顆芯片就是SoC芯片，它上面集成了CPU、GPU、存儲器、圖形處理器、音頻視頻模塊等多個功能模塊，是整個設備運行的核心。

SoC的設計需要做到性能、功耗、穩定性、工藝難度幾方面的平衡。作為最先進的芯片之一，SoC的加工工藝就難在要把不同功能的模塊集成到同一顆芯片上，同時得按照要求最高的那個模塊來決定工藝節點。可以説，SoC是現在工藝最複雜、生產最高端芯片的技術方案。

國產SoC

提起國內的SoC，最先想到的是華為海思的麒麟系列。華為海思的麒麟990這款手機處理器芯片，它裏面集成了8核CPU、16核GPU，還有3核NPU，也就是神經網絡人工智能模塊，還有高速閃存控制模塊、圖像處理模塊、音頻和視頻處理模塊等等，甚至它還把5G模塊集成到了同一顆芯片上，功能非常強大。但在台積電不再為華為代工之後，這個國產最強SOC也走到了盡頭。

紫光展鋭作為國內第二大芯片設計廠商，在5G領域具有全面的產品與技術解決方案。目前展鋭的UNISOC在移動終端、工業交通、電子電力等行業具有廣泛的應用。紫光展鋭也推出了新一代5G SoC--虎賁T7520，它最大的優勢就是首發台積電最先進的6nm+EUV，成本、性能、功耗更加平衡，相比初代7nm晶體管密度提高18%，芯片功耗可降低8%。

全志科技的SOC主要佈局在物聯網、智能家居等領域。作為智能家居的入口，京東的智能音箱就搭載的是全志的SOC芯片，除此之外還有小米的智能掃地機器人等智能硬件產品。

富瀚微成立於2004年，公司主要專注於視頻監控芯片及解決方案，提供高性能視頻編解碼SoC和圖像信號處理器芯片，以及基於這些芯片的視頻監控產品方案。

……

除了上面提到的還有一些優秀的國產SoC廠商，具體就不贅述了。從國內SoC產業發展現狀來看，產品覆蓋還算廣泛，但基礎架構依然依賴於國外。從產品的性能來看，麒麟和國際主流移動處理器的差距最小，但是由於美國的制裁，目前已無法由台積電生產。

最後還是一句老生常談的話：國內SoC芯片的發展之路，任重而道遠！