[摘要]在相同的表面上，7纳米芯片有200亿个晶体管，5纳米芯片可以达到300亿个，到了2020年5纳米CPU就会上市销售。

IBM研究人员与Global Foundries、三星团队携手合作，已经研究出一种新的制造技术，有了这种技术，再过短短几年就可以制造出5纳米晶体管和芯片，进一步缩小芯片的体积，现在芯片已经发展到了7纳米、10纳米的水平，用不了多久，7纳米和10纳米就会流行起来。IBM 5纳米芯片将会成为世界上最小的计算机芯片，最快2020年就会出现。

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IBM与三星很快就会造出5纳米芯片 有300亿个晶体管

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处理器制程变小，摩尔定律终结

IBM的技术突破进一步证明了摩尔定律的正确性，早在1965年时，英特尔联合创始人就提出了摩尔定律。戈登·摩尔（Gordon Moore）认为，每隔一段时间（最开始认为是2年）芯片的处理能力就会翻倍，因为芯片的尺寸会缩小。虽然摩尔定律受到了实证定律（原子的尺寸）的限制，但到目前为止行业的发展基本上符合这一定律。工程师想让摩尔定律“存活”更长时间。

英特尔伊比利亚技术主管西蒙·维纳斯（Simon Vi?als）认为：“关于摩尔定律的终结人们议论纷纷，照估计它至少还可以延续10年。有许多人正在研究新材料和新技术。”3月底，英特尔召开过一次会议，核心话题正是摩尔定律，当时英特尔展示了新的10纳米晶体管，在此之前行业已经开发出45纳米、32纳米、22纳米和14纳米芯片。

现在1平方毫米的面积安装大约 1亿个晶体管。硅原子的尺寸约为0.24纳米，伯克利大学曾经展示过1纳米晶体管原型产品，它的尺寸接近极限。

在会议上，英特尔副总裁斯泰西·J·史密斯（Stacy J. Smith）解释说，如果其它技术的发展速度像摩尔定律一样快，我们现在的飞行速度可能比光速快300倍，用一平方公里的土地就可以养活所有人，用几公升汽油就可以飞往太阳。当然，这些事情都是不太现实的，不过这个比喻可以让我们进一步理解晶体管技术发展，比如速度、低能耗、密度。

IBM制造世界最小的计算机芯片

有了IBM的新技术，使用硅纳米线具备了可能性，我们可以用硅纳米线替代今天的FinFET技术（用在7纳米或者10纳米芯片中）。大约2年前，IBM展示了7纳米技术，使用极紫外线光刻系统（extreme ultraviolet lithography system）制造晶体管，用GAAFET方式堆叠，极紫外线技术本来是留给5纳米芯片用的，IBM没有使用FinFET技术。

纳米线技术属于极紫外光微影（EUV）技术，制造时芯片晶体管的间隔空间没有其它技术大，所以芯片的尺寸会小很多。用这种技术制造，面积相当于手指甲大小的单块芯片可以安装最多300亿个晶体管，7纳米技术最多只能安装200亿个。不只如此，新技术还可以提高超小晶体管的制造效率，调整时错误也会少很多。

与三星目前使用的10纳米技术相比，IBM、Global Foundries开发的5纳米芯片晶体管密度更高，在相同的表面上晶体管数量多了一倍，根据IBM的介绍，每瓦特性能提高40%，节能75%。在相同的表面上，7纳米芯片有200亿个晶体管，5纳米芯片可以达到300亿个。

劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员已经制造出1纳米芯片，可以说是最小的处理器，但是它使用了新材料二硫化钼，就目前而言还无法应用于工业生产，相当遥远。再看IBM制造5纳米芯片的工艺，其技术构想IBM实践了10年，短短几年内就可以在实际环境中使用，暂定时间大约在2020年。

小芯片的优势

采用新工艺之后，企业可以在更小的空间植入更多的晶体管（多出40%），可以降低能耗（节能75%），对于手机、平板、手表、可穿戴设备等移动设备而言，节能相当重要。根据解释，一旦安装这样的芯片，移动设备2天或者3天充一次电就行了。

另外，一旦开发出更强大的处理器，将它装进小小的设备，不需要额外设备我们就可以运行AI、VR、物联网应用。未来，IBM会进一步缩小晶体管尺寸，IBM介绍5纳米芯片技术时曾多次暗示这点。

通向5纳米芯片的道路已经打通

IBM有许多客户想要新技术，但是IBM关注的重点是机器学习和AI，这些正是IBM目前正在销售的技术，除了铺天盖地的宣传，在未来短短的几年内，新技术还会瞄准消费产品。到底是多少年？现在我们使用的是10纳米处理器，2年前7纳米处理器就已经出现了，看看今天的市场，它还没有在实际应用中使用。

为什么？原因很简单：成本。要改造处理器制造工厂，启用新技术，需要投入巨额资金，就目前而言，保守估计要200亿美元，正是因为这个原因，开发相似技术的公司才会联合，单个企业做不到，而且技术还处在研发、定义阶段。

IBM开发5纳米芯片，至今最小的

今天，电子产业已经将几款高性能、低能耗小芯片推向市场，芯片所用的晶体管尺寸没有低于10纳米，正因如此IBM的5纳米芯片才是一大突破。