IBM研發高效能、低耗能2奈米晶片, 未來手機只需「四天一充」!

2021-05-07 19:30
IBM 2奈米晶片(BBC)
IBM 2奈米晶片(BBC)

IBM公司本周宣佈在其實驗室中成功製造出2奈米製程的晶片(晶片),實現晶片領域的最新突破。

晶片被廣泛應用於手機、電腦等設備中,其製造技術的製程常以奈米為單位計算,數字越低意味著越先進,也意味著更小的體積、更高的性能,以及更低的功耗。

目前,廣泛商用的是7奈米以上製程晶片,最先進的則為台積電生產的5奈米晶片,僅在iPhone12等高端機型中應用。

IBM成功研製2奈米晶片,代表該領域最新的一座里程碑。IBM公司稱,對比廣泛使用的7奈米晶片,2奈米晶片的性能提高45%,能耗則大幅降低75%。

Silicon wafers are seen this extreme-close-up file photo, shimmering in a rainbow of colours
Getty Images

突破性進展

2奈米工藝的晶片,意味著將500億個晶體管塞進「指甲蓋大小的晶片」,上一次在製程上所突破是2017年的5奈米製式晶片,實現放入300億個晶體管。

「這可以說是一個突破,」 市場分析公司IDC的研究總監彼特.魯頓(Peter Rudden)表示。 「我們已經看到半導體製造商從14奈米到10奈米再到7奈米,7奈米對一些人來說已經是個真正的挑戰。」

魯頓稱,這一新工藝可用於人工智能設備,因為當前人工智能領域往往需要兩個處理器,比如再來一塊強大的顯卡。具體而言,大幅降低能耗效率在個人設備中很有用,而性能提高則有利於巨型數據中心。

如魯頓所言,對於一般消費者來說,新技術使晶片降低75%能耗,潛在優勢是可能將電池使用時間延長四倍,手機行業目前普遍的「一天一充」,有望實現「四天一充」,大幅提高用戶體驗。

這項技術可能在未來幾年逐步走出實驗室,再由蘋果、高通、三星等晶片設計公司設計出新一代晶片,然後在台積電、三星等晶片代工廠進行生產,最後在中國組裝到手機裏,成為用戶手裏最新的設備。

晶片背後的國際爭端

這一消息出來之時,全球正在經歷晶片短缺之苦,不斷有聲音質疑產業過度集中帶來的風險。

美國半導體產業協會(SIA)的最新報告顯示,最先進的晶片製造幾乎全部在亞洲,其中92%在台灣。如果台灣無法生產晶片一年,全球電子業營收將少掉將近5000億美元,「全球電子業供應鏈將會停擺。」

晶片產業過度集中,變得愈來愈容易受到天災和地緣政治的影響。

在今年二月美國國會的一場聽證會上,共和黨籍參議員柯頓(Tom Cotton)認為,美國對台積電非常依賴,而台積電在中國面前很脆弱。因此他曾力推法案,促使政府向美國本土的晶片製造業注資。

美國半導體產業協會執行長John Neuffer業表示,「我們在美國沒有足夠的半導體製造能力...必須在美國政府的協助下解決這個問題。」

台積電董事長劉德音則在公開發言中表示,晶圓製造產能的供不應求,並不是因為生產據點集中在台灣才發生,不論半導體工廠設在全球哪裏,都會出現目前的狀況。

夾在中美之間,台積電被形容為「拳擊沙包」,恐失去中國訂單,又無力拒絶美國。

A computer chip beside the China and US flags
Getty Images

摩爾定律失效?

中國晶片產業面臨兩個現實:一是全球晶片產業面臨瓶頸,為後來者趕超帶來契機;二是中國晶片現有產業基礎極差。

晶片產業的瓶頸來自摩爾定律的失效。1965年,英特爾聯合創始人摩爾(Gordon Moore)提出集成電路上可容納的元器件的數量每隔18至24個月就會增加一倍,性能也將提升一倍。此後將近半個世紀以來,半導體行業都大略依照這個模式狂飆突進,每年一代的速率快速迭代,後來者幾乎不可能趕上這樣的發展速度。 (相關報導: 說好的拯救地球呢?最新研究:中國2019溫室氣體排放,超越已開發國家總和! 更多文章

然而,這一速度逐漸放緩,近10年來半導體行業規模增速僅維持在4%至6%之間,而且還在進一步放緩,由此體現出從7奈米製程次突破到2奈米製程的意義。

更多文章
警遭潑蟑事件 新北警長黃宗仁:幫派黑道好膽麥造
嘉義大學輔諮系參訪毒防 林瑩蓉:諮商輔導與實務結合望成生力軍
原民狩獵釋憲案僅部分違憲 獵殺保育動物被判刑恐無法獲救濟
觸動人心的移工故事》紀錄片《助守在異鄉》導演:她們出國工作不是只為了錢
鞋王張聰淵擠下郭台銘成台灣首富 員工:不意外
鄭運鵬稱台北酒駕少因「得天獨厚」 民眾黨揭數據:桃園酒駕撞死最多
「單純採取戰略模糊,恐養虎為患!」蔡明憲呼籲「戰略可以模糊、戰術應該清晰」,建議台美國安會建立熱線
英法海軍在英吉利海峽對峙!一篇看懂:小島漁權爭端如何演變成「斷電、封港」威脅?
錢多兆豐金,錢少台企銀!存股達人:這六檔每年買一兩次,退休就有著落了
帝國大反擊》中國:無限期暫停「中澳戰略經濟對話」機制
SK-II STUDIO 2021年度大作:《VS》動畫系列,從6組奧運選手的故事,看見蜷伏在每位女性內心的怪獸
【下班經濟學】每月爽賺500萬?!酷炫揭露多金背後的辛酸真相!
不能還手!文大生被台灣藍鵲「巴頭」照曝光 教授:被國寶打值得炫耀
侯友宜視察永和永安市場 落實出入口管制、攤商及民眾需佩戴口罩
高市衛生局籲醫事人員儘速接種疫苗  創造群體免疫力確保職場安全
中國偷渡客再現台灣海峽, 背後的國防、國安和人權擔憂
排黑大動作!「入黨1年可投票」後入黨者 林錫耀建議仍須經「黨員AI查核系統」查核
連老師也震驚!台大公布「預分發」榜單 醫學系罕見出現缺額
新鮮人進入職場該注意什麼?企業講師:記住這6大要點,再複雜的工作環境都難不倒你
民進黨主委建議公投宣傳因地制宜 林錫耀:黨中央會透過整體文宣、網路社群來宣傳
左手忙公投、右手處理黑道 蔡英文會中一句話深得地方主委的心
中土建交50周年:「我想像的中國」繪畫比賽惹反感!土耳其網友為新疆人權作畫
華視進駐中嘉52台只花41天 藍委痛批NCC雙標:承歡上意就做的快?
廢棄農材化身醫療設備? 稻殼、龍眼殼可除臭氧又抗菌
警界爭議連環爆徐國勇卻異常低調?知情高層解析背後目的
彰化巷弄長照DIY課程 快樂學習打造活力社區
中市成立無人機警察隊 即時傳送提升偵防效能
顧身障兒逾20年 陳其邁親訪十大愛心媽媽讚賞堅毅母愛
暢遊台中山岳 谷關七雄完登證書限量頒發
推動綠色消費 中市府與家樂福公私合作
高市海洋局舉辦漂流木攔木網演練 維護漁民漁船安全
「彭淮南風格」全面退場?央行理事張建一坦言:這兩年是台灣貨幣政策轉捩點
2021A+文資創意季 文化部文化資產園區亮麗登場
坐擁水岸公園豪景 新重劃增值願景
新北市文學獎熱烈徵件中 特增「新住民文學創作」獎項
塑化股見頂訊號?台塑集團示警,股價重挫8%!
林口區公所抗旱超前部署 與轄內機關整備水資源
柯文哲憶愛徒籲「拒絕酒杯裡的謀殺」 黃暐瀚:願台灣不再有酒駕
鶯歌藝術城倡議 藝術家有約5/15在鶯歌
為何韓國人這麼恨日本?將反抗者綁上十字架處決、集體絞殺…殘忍暴行日軍全拍照留念!
2021存股攻略》一張表看懂26檔金融股配息排行,第1名殖利率最高5.26%竟是它
把走路當運動 足醫專家:把握1原則才能越走越健康
慈愛如煦 春暉暖至 寶齊萊馬利龍AutoDate系列 獨獻母親
火爆!當蔡英文面告王美惠「黑道入黨」 綠色友誼黃露慧:刀都架在我身上了
民初開國就有「國會打架」文化!立法院鬥毆始祖是他:一言不合怒甩耳光,卻慘遭同事打到住院
華航機師、諾富特員工確診釀本土疫情 交通部開罰破百萬
影評/懸疑驚悚片《迴憶》劇情神逆轉讓人爆哭!她揭暗示結局的關鍵細節,完全意想不到
揭仲專欄:華府國安高層為何反對戰略清晰
傳韓國瑜宣布「不選黨主席」 王淺秋出面解釋了!
記者獲「人權新聞獎」卻遭不續聘!香港電台內部「腥風血雨丶人人自危」