cpu光刻制程7nm（CPU光刻）
cpu光刻制程7nm（CPU光刻）
7nm和10nm的主要区别：
1、栅长不一样。CPU的上形成的互补氧化物金属半导体场效应晶体管栅极的宽度，也被称为栅长。7nm制程可使CPU与GPU内部集成更多的晶体管，使处理器具有更多的功能及更高性能。
2、功耗不同。7nm的技术和10nm的技术，在塞下同等数量晶体管的情况下，7nm的体积会更小。而体积大的10nm，就会因为工艺的问题，导致原件的电容比较大，需要的电压相较于7nm就更高，从而导致整体功耗变得更高。
性能方面：
芯片是由晶体管组成的，制程越小，同样面积的芯片里，晶体管就越多，自然性能就越强。7nm的性能自然是比10nm强的。
以华为麒麟980为麒麟970为例，其中麒麟980是7nm工艺的芯片，麒麟970是10nm工艺的芯片。
先看晶体管数量，麒麟980为69亿个晶体管，麒麟970为55亿个晶体管，提升了25.5%左右。而体现在性能上，则远不是25.5%这么简单了，因为这不仅涉及到了晶体管的多少，更是涉及到了CPU、GPU、NPU等IP核的升级。
而在具体的数值上，像CPU的跑分，麒麟980大约高了50%左右，而在GPU部分则高了1倍，至于NPU的跑分，更是高了1倍多。
扩展资料：
集成电路对于离散晶体管有两个主要优势：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。2006年，芯片面积从几平方毫米到350 mm，每mm可以达到一百万个晶体管。
姓名：李沈轩 学号：20181214373 学院：广研院
【原文链接】 7nm 制程工艺如何实现？ - 知乎 (zhihu.com)
【嵌牛导读】本文介绍了7nm制程工艺是如何实现的
【嵌牛鼻子】7nm制程工艺
【嵌牛提问】7nm 制程工艺如何实现？
【嵌牛正文】
本文主要就7nm 制程工艺中各特征尺寸是如何通过光刻技术实现作说明，而对于7nm 制程工艺中其他的应变硅技术(strained silicon)、HKMG技术等不作讨论。
首先我们看一下7nm 工艺制程的特征尺寸和工艺参数，找出其中最小的特征尺寸，比如 fin width 6nm, fin pitch 27/30nm，gate length 8/10nm，minimum metal pitch 36/40nm，gate pitch 54/57nm，我们需要考虑的问题就是如何通过光刻工艺来实现这些特征尺寸。
目前可以实现7nm 制程的只有台积电和三星两家，三星是从一开始就使用EUV光刻机来实现，而台积电则是从DUV开始实现，然后再转向EUV 。也就是说，目前7nm 制程工艺使用DUV 和 EUV 都是可以实现的，下面就DUV 和 EUV 两种设备的实现方法分别说明。
关于光刻机的分辨率不再作过多介绍，DUV设备以可以实现最高分辨率的是 ASML 193nm DUV光源、 NA 1.35的浸入式光刻机（immersion），设备型号一般是从NXT1950到 NXT2000。对于这一特征波长和NA的光刻机， 能够实现的分辨率极限就是38nm ，单次曝光形成的图形是不可能小于这个极限值的。
那么如何使用分辨率极限为38nm 的光刻机来实现7nm 制程工艺呢？
最主要的两种方法就是双重曝光技术(double exposure，DE) 和自对准双重成像技术 (self-aligned double patterning, SADP)。双重曝光就是采用两次分别曝光不同图形，两次曝光图形的叠加来实现更小的分辨率，当然必要的时候也可以三重甚至是更多重图形的叠加来实现更小的分辨率。双重曝光的缺点是增加了光刻工艺的使用，并且对每次光刻图形之间的套刻误差(overlay)也有更高的要求，因此增加了工艺的复杂度和成本。
相比较而言， SADP 技术就要简单得多，SADP 技术可以相对轻松地实现光刻图形尺寸减缩小一倍，也就是说使用上述DUV 光刻机结合SADP 技术是可以实现20nm 的图形。上文中7nm 工艺参数中的 DP(193i) 指的就是使用193nm immersion 光刻机和SADP 技术。
我们找到了台积电7nm 的Design Rules, 可以看到7nm 制程工艺总共用到了13个金属互联层，M0~M12，其中Fin是最小尺寸(6nm)，使用了SAQP技术（后续介绍）；然后是Poly ,也就是多晶硅 Gate 工艺 ，以及前端的几个线宽比较小的金属互联工艺 M0~M4 都使用到了SADP 技术。
如下图所示
1）Litho: 首先在做有硬掩膜版（HARD MASK ）的wafer 上使用光刻工艺一次曝光得到 40nm 的光刻胶图形；
2）PR-Slim: 然后通过刻蚀工艺使得光刻胶图形宽度缩小约一半；（此步骤并非必须，根据实际工艺设计而定，下图示例中pattern的间隔是1：1，因此需要PR slim 过程，这样在后续的沉积SiO2工艺后，光刻胶周围的侧壁之间才有足够的间隔空间；常规的SADP 工艺中pattern的间隔一般是1：3，SADP 后形成的图形是1：1，这样就不需要 PR slim）
3）SiO2 depo: 然后在光刻胶图形上沉积SiO2 薄膜；（一般使用ALD 沉积工艺）
4）Spacer Etch: 分别刻蚀掉表层的SiO2薄膜，使得SiO2 覆盖下的光刻胶显露出来；再使用另外一种只刻蚀光刻胶的刻蚀工艺将中间的光刻胶刻蚀完，这样就留下了光刻胶图形两侧的侧壁，成为新的模板，并且实现了PITCH缩小一半；（使用不同化学成分的等离子体刻蚀可以实现不同材质的选择性刻蚀）
5）HM Etch：使用上述留下的侧壁作为掩模版，再向下刻蚀，就可以将图形转移到Hard mask 上；
6）Clean: 最后再清洗掉表层的SiO2/ARC 等，就得到了特征尺寸为20nm的图形，图形间隔为1：1，实现了分辨率缩小一半的结果；,
所以在使用DUV 光刻机实现20nm pattern 时，SADP是一种简单有效的方法。但是SADP 也有自身的问题，比如分辨率缩小是通过将一个线条复制成两个相同的更小的线条，也就是新生成的两个线条形状是一模一样的，所以这种方法只适用于图形相对简单，并且具有很多重复性结构的图形。
同时，新生成的图形是一个闭合的环形结构（下图patterning step2 所示），因此SADP 生成的图形还需要一道切割的工艺，去除掉图形中不需要的部分；如下图所示，所以为了实现我们所需的最终图形，其实是将图形拆分成两部分来设计，两部分图形的最终组合才是我们所需的图形，因此SADP 工艺中图形的拆分也是一个复杂的工序。
然后是 SAQP (self-aligned quadruple patterning) 技术，来实现7nm 制程工艺中线宽最小的Fin 结构。SAQP 与 SADP 非常类似，相当于在使用完一次 SADP 技术以后，再使用一次SADP，这样就可以实现线宽的四倍缩小，也就是实现10nm 图形。
下图是使用SAQP技术来制作Fin 结构的流程图，最初光刻形成的4个pattern 在经过SAQP工艺后变成了16 个pattern, 并且尺寸也缩小为原来的1/4。Fin 作为 Finfet 集成电路的基础单元，具有高度简单的重复性，因此非常适合使用SAQP 技术。
同时Fin 结构本身具有较高的高宽比，因此在Fin 刻蚀工艺的时候，会形成下图中的楔形形貌，从而使得Fin 顶端尺寸比SAQP工艺形成的最终掩模尺寸更小，进而在最终产品中形成线宽为 6nm 的Fin 结构。
7nm 制程工艺Finfet 中Fin 的电镜图，顶端宽度约为6nm 。
至此，使用DUV 光刻机借助 SADP/SAQP 技术实现7nm 制程工艺中关键尺寸的实现就讲完了，接下来介绍使用EUV 工艺实现。
EUV 光刻机得益于使用13.5nm EUV 作为光源，单次曝光的分辨率极限可以达到13nm，因此在7nm 制程工艺中的特征尺寸基本单次曝光（Single Expose）就可以完成。EUV 同样可以使用SADP 技术，实现更小的特征尺寸，使得芯片制程工艺向5nm/3nm 继续发展。
下图是DUV 和EUV 在实现更小的特征尺寸时的方案：
虽然DUV 和 EUV 都可以实现7nm 制程工艺，但是 EUV 相比DUV 是更具技术优势的，EUV 具有更好的成像质量，以及更少的工艺步骤，而工艺步骤的减少对于成本和最终良率都是非常有利的。
下图是不同工艺节点使用的光刻工艺step 数和套刻误差step 数的对比，从28nm 到7nm , 使用Immersion DUV 设备的光刻工艺step 数增加到了34次，套刻误差step 数达到了60 个以上，如此高的工艺复杂度对工艺整合是个巨大的挑战，同时也大大提高了最终产品良率损失的风险。因此继续使用Immersion DUV 设备进行7nm 以下制程的开发已近乎不可能了，或者说开始不具备实际经济效益了。
而EUV 的引入，大大减少了工艺的复杂程度，7nm EUV 所需光刻工艺step 数和 20nm DUV 的step 数差不多，因此EUV 的引入使得7nm 以下制程的继续开发成为可能，摩尔定律也得以继续存活。
下图是 ASML EUV roadmap, 随着EUV 设备 NA 的增大，可以使得EUV 的最终分辨率达到小于 7nm, 从而使得2nm 制程也成为可能。
至此，通过DUV和 EUV 实现 7nm 制程的光刻工艺实现就全部介绍完了。
虽然通过更好的光刻设备可以实现更小的特征尺寸，但也并不是只要拿到好的设备就可以轻松实现，为了实现设备的分辨率极限，我们还需要使用一系列复杂的分辨率增强技术。同时随着器件特征尺寸的减小，单个器件也需要重新设计以解决器件尺寸缩小带来的短沟道效应(short channel effect, SCE)、热载流子注入效应（hot carrier inject, HCI）以及栅氧化层漏电等问题。
这个问题确实是太混淆视听了，必须说说，因为电脑CPU基本上英特尔占主导地位，它也曾是世界上最大的半导体公司，现在的第二大，它的CPU研发制造技术至少在现在还是独步天下，所以面对题主的问题：
1、你必须相信英特尔，至少现在是
2、当有人说我的工艺达到7nm，而电脑CPU还只用14nm时，请参阅第一条
为什么这么说，因为现在所谓的制程数字已经变成了一场营销的手段，所谓“7nm”营销标签与英特尔的“10nm”也就名称不同而已，晶体管的物理尺寸其实在相同的范围内，实际的区别在于看谁更不要脸。比如Global Foundries（GF，就是给AMD生产CPU的那家）最近称，他们新的7nm制程其实和英特尔10nm制程差不多。
咱们也不凭空乱说，上面是英特尔公布14nm晶体管的数据，它的栅极宽度为42nm，而同期三星的14nm制程栅极宽度为48nm，TSMC（台积电）的16nm制程为45nm，如果稍讲究点，英特尔的制程叫14nm的话，三星的应该叫16nm，但它偏偏也要叫14nm，谁让这没有什么强制标准要遵循呢。
实际区别远不止此，看最终的晶体管面积就好了，在1um^2的面积上，英特尔14nm晶体管可以摆上101个，三星14nm晶体管只能摆75个，TSMC的16nm晶体管能摆上81个。
所以，你现在能懂了吗？ 它说7nm不代表它真的就是7nm 。
英特尔将在明年量产10nm的产品，而它的水平可能与7nm相差无几，即使如此，你还是要相信英特尔更好。
首先对于半导体工艺而言，不同厂商的工艺标称都存在差异，一定程度上已经成了一场数字 游戏 竞赛，英特尔CPU现在使用的14nm工艺在许多参数指标上并不弱于台积电7nm工艺，而同样是7nm工艺的情况下，台积电比三星的还要好一些，所以各家代工厂都想通过半导体数字竞赛来提升自家工艺的吸引力，从而争取到更多客户，因为大部分人根本不懂其中具体的含义。
业界半导体工艺最先进的还是英特尔，先不说英特尔这几年在10nm工艺上遇到了麻烦，即使是英特尔能制造7nm工艺处理器也没有多余的产能可以代工，毕竟自家的CPU需求量很大，能满足自给自足就很不容易了。所以对于最先进的7nm工艺业界只有台积电和三星有能力代工制造，而手机对芯片的体积和功耗尤其敏感，自然都愿意使用最先进的工艺来制造。
先进工艺的价格会更贵，台积电7nm工艺无论是代工费还是研发费都比14nm高很多，也就是说厂商如果想要使用7nm工艺制造肯定要付出更多的成本，但是考虑到7nm工艺带来的性能提升和功耗降低，所以即使成本提高也能带来巨大的效益，不管是高通骁龙855还是华为麒麟980，很大程度上都是因为使用了7nm工艺而获得了巨大提升，产品的销量也因此而提高。
手机芯片相对电脑芯片小很多，所以在同样尺寸的晶圆下可以制造出更多的芯片，加上庞大的手机需求量，新工艺的成本分摊相对更便宜一些，而电脑芯片面积大得多，如果使用最新的工艺生产难免会提高不少成本，随着PC市场的成熟，芯片需求量也比手机少太多，所以这几年电脑CPU的工艺一直在14nm，但是从今年开始7nm工艺的CPU就会陆续推出。
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因为英特尔太老实了！
我们看到台积电和三星代工的芯片采用7nm制程工艺了。制程工艺的纳米数越小是越好的，因为发热控制、耗电都更好的控制，同样的位置能够容纳更多的晶体管。
表面上看7nm比10nm先进，10nm比14nm先进，这里指向的是线宽，但是芯片实在太过复杂了，不是一个线宽所能代表了。英特尔用来衡量半导体工艺的重要指标是晶体管密度。是的！晶体管的密度！英特尔的10nm的工艺是媲美三星和台积电的7nm工艺的。
英特尔的14nm工艺也是相当不错饿，英特尔虽然直到现在都在缝缝补补14nm工艺，但是与其他家对比优势明显，晶体管密度是20nm工艺的134%。
所以，三星和台积电的7nm甚至不及英特尔的10nm工艺，或者说英特尔的10nm工艺稍℡☎联系：好一点点。
但是问题也来了，英特尔的10nm工艺不知道什么时候能够量产，台积电的7nm工艺开始量产，三星将会再年尾跟进。所以，英特尔还是有一定压力的。
芯片采用什么样的制程，主要取决于需求。
芯片制程小带来的好处：
一般来讲， 芯片的制程越小，电阻越小、耗能越低，芯片工作时产生的热量越少，越省电。
芯片制程小带来的问题：
芯片制程越小，要求的制造工艺越高，制造成本越高。
随着智能手机的普及，应用功能越来越多，消费者对手机的性能要求越来越高。消费者想要运算能力更强，运行程序流畅，重量更强，待机时间更长的手机。这就需要芯片制程要小。
可见，手机芯片对制程的变小更迫切。希望更小、更省电、更散热。
而电脑CPU，电脑体积很大，对芯片体积缩小、耗电等性能指标需求不迫切。更注重运算能力指标。现在14纳米的芯片，对笔记本电脑来说已经足够小，足够省电了。
芯片制程和运算能力不是一个概念。
运算能力的强弱和芯片架构直接相关。
手机上的7纳米芯片，运算速度不一定胜得过电脑上的14纳米芯片。
因为手机芯片核心是高通和三星出的，而电脑芯片核心是intel出的，二者是不同公司，而且手机要越来越小，越来越超长待机，但是电脑对于屏幕大小不会这么在意，所以intel目前并没有推出7nm的产品。
一、7nm芯片工艺是什么？
7nm和14nm 主要是在处理器上进行蚀刻的大小，如果蚀刻越小就可以在处理器上放入比之前更多的计算单元，芯片性能就会越高，所以7nm工艺原则上放入计算单元更多，性能也就更强，而手机屏幕相对有限，所以对cpu要求比较高。
二、芯片14nm只是叫法，就像每个手机都说自己人全面屏
芯片7nm还是17nm只是叫法而已，很多企业乱叫，比如Intel公布14nm晶体管的数据，它的栅极宽度为42nm，但是三星的14nm制程栅极宽度为48nm，台积电的的16nm制程为45nm，本来三星应该叫16nm，但是他非要叫14nm。
而这个制程主要是大小，例如在1um^2的面积上，14nm晶体管intel可以摆上101个，三星只能摆75个，T台积电晶体管能摆上81个。
所以大家能看明白14nm还是16nm的影响了吗？其实并不大，intel14nm在其他厂商都可以叫10nm了。
三、电脑14nm芯片性能远超手机芯片
电脑14nm芯片是目前最好水平，因为电脑处理运算的要求比手机强很多，所以电脑芯片17nm芯片肯定远超手机7nm性能。
四、电脑目前并不太需要7nm
电脑对于屏幕的要求并没有手机那么高，所以其实对芯片大小要求不高，这也是为什么龙头企业因特尔没有推出7nm的原因，手机芯片竞争激烈，大家都要抢性能，所以高通今年推出7nm芯片。
不是电脑CPU只能14nm工艺，是因为英特尔还没有搞定10nm工艺，如果英特尔搞定了7nm工艺，那肯定会有7nm工艺的CPU上市
看起来这个题目已经有非常长时间了，我还是来凑热闹的回答一下吧。
多少纳米这个指的是线宽，越细的宽度，可以容纳的也就越多，但是不是说14纳米就一定会比7纳米更加的差。主要还是取决于你对于这个芯片所做的内容是否符合需求？手机希望的事处理能力强的同时，可以有更小的体积，更省电，使得其性能和续航都能够达到最巅峰的状态。
但是PC端的14纳米和手机端的芯片完全不一样，大小可以容纳的和可以处理的东西也都是完全不一样的。现在这个阶段Amd也有5纳米的cpu了，但是在使用体验上，并没有比英特尔的14纳米强多少。最终使用者还是要看使用体验和性价比的。
另外说一下，英特尔这么多年了，牙膏厂不是白叫的。
目前电脑CPU已经达到10nm了，并且这个10nm不会比手机的7nm差。
一、台积电的工艺制程不一定是真的，台积电自己都承认所谓的7nm只是数字 游戏
其实关于台积电的所谓7nm，5nm什么的，一直以来就有人质疑是不是真的，而在去年，台积电研发负责人、技术研究副总经理黄汉森终于不再回避这个制程问题，他直言不讳的称“现在描述工艺水平的XXnm说法已经不科学了，因为它与晶体管栅极已经不是绝对相关了。制程节点已经变成了一种营销 游戏 ，与 科技 本身的特性没什么关系了。”
这是什么意思？也就是所谓的7nm、5nm其实已经不能代表是真正的制程了，而只是一种数字 游戏 ，只是营销需要造成的。
而在英特尔，关于芯片制程，有另外一套计算方法，不完全是靠什么7nm、10nm这样的制造来描述的，而是按照晶体管的密度指标来的。
Intel在2018年打造的首款10nm工艺的CPU来看，其逻辑晶体管密度达到了当时惊人的100.76MTr/mm²，也就是每平方毫米内包含超过1亿个晶体管。而台积电的7nm的芯片，也就达到这个水平，从另外一方面而言，台积电的7nm，其实水平也就和英特尔的10nm差不多。
再看看上面的intel的14nm技术，明显晶体管密度也是高于其它厂商的制程的，可见只有英特尔的制程是没有太多水份的，其它厂商的制程其实是有水份的。
二、基于这个逻辑，不同厂商之间，其实只看制造没有意义的
基于上面的分析，其实可以得出一个结论，那就是不同的厂商之间，纯粹看制程是没有意义的，因为不管是三星，还是台积电，还是英特尔，大家对制程的定义是不一样的。
大家的指标不一样，台积电同工艺的晶体管密度比不上Intel甚至三星，看晶体管密度，英特尔最强，但大家更喜欢看所谓的制程，所以才有了今天不断前进的工艺。
至于最后究竟谁强谁弱，又谁管呢？台积电订单都接不完，管你说它是真还是假，再说了手机芯片和电脑CPU又不一样，怎么能这么对比呢？明显电脑CPU强太多了，频率更高，计算能力更强啊。
这个问题本身可以说是一个伪命题！
手机芯片的7nm工艺可以说是三星和台积电玩的一个文字 游戏 ，现代智能手机的SoC是包括CPU、GPU、基带、ISP、USB控制器、磁盘控制器、GPS、声卡等多种模块在内的一体芯片，决定制程的是晶圆技术，而现在手机SoC的制程远远没有达到7nm！
当前最先进还是英特尔的10mn。所谓的7nm制程，只是厂商的自我安慰
2015年，半导体行业就宣告踏入14nm的时代，而手机cpu在2014年还用着28nm和20nm的cpu，而英特尔在2012年就量产了22/20nm，这就表明在cpu制造领域，英特尔是领先的存在！
并且 手机SoC制程实际上远也未达到7nm ，7nm只是三星和台积电的宣传噱头，是双方为了争夺对手的客户自己命名的，所谓7nm估计也就是英特尔14nm水平，目前制程最先进的依然是 英特尔的14nm工艺和即将量产的10nm 。
而且，电脑cpu的核心面积大，功率也要比手机大很多，如果做成7nm的话，散热问题就非常难解决了，毕竟 晶体管小了，核心面积更小，散热问题当然会更大 ，对制造要求也更高。如果说，手机是精简指令集，那么电脑就是复杂指令集，手机芯片相对于电脑CPU来说就是简单的重复的晶体管堆砌，而在制作中越简单重复的芯片，越容易做的更加精简！
所以说， 不是说手机芯片工艺可以7nm，而电脑cpu只能14nm。 而是， 手机芯片的7nm工艺现在还是不存在的，至少当前市场上的7nm芯片是名不符实的， 不能某些人说它是7nm工艺，你就真的以为它是这么多，毕竟当英特尔用22nm时，其他一众都在用28nm，没道理一下子就被超出一大截！
其实严格按照英特尔的标准来说，现在的手机的7nm比电脑的14nm是好不了多少，甚至还有所不及，估计等到英特尔的10nm量产后， 现在所谓的7nm就上不了台面了！
电脑CPU同样可以用7nm，甚至5nm的工艺
电脑的CPU和手机SoC芯片使用的架构不同，应用场景也不一样。主流的电脑CPU基本上给英特尔和AMD垄断，它们使用的都是X86的架构；能够设计高端手机SoC芯片的有苹果、高通、华为、三星、联发科等，但它们使用的都是ARM的架构，需要获得ARM公司的授权。电脑CPU以性能为主，它的尺寸可以较大，也允许它有更多一些的能耗。老大哥英特尔（Intel）的CPU是自己的芯片工厂生产的，2005使用的是45nm工艺，基本上保持着每两年升级一次生产工艺的节奏，目前已经进化到了14nm，正在往10nm推进，以后同样会出现7nm、5nm工艺的CPU。
电脑CPU为什么是14nm工艺
首先电脑CPU缺少竞争，英特尔（Intel）是老大，AMD是老二，老二也追不上老大。每一代CPU的研发投入都是巨大的，必须要获取足够的回报，目前英特尔（Intel）正在发展10nm的工艺，每一项密度指标都领先于竞争对手。即使使用14nm工艺设计和生产CPU，英特尔（Intel）都可以保持该领域的领先，都可以赚得盆满钵满，你说他何必急于推出更先进的10nm或者7nm工艺制程的CPU呢？只需要保持节奏就可以了！
手机SoC芯片工艺为什么这么快去到7nm?
首先手机SoC芯片对尺寸的功耗要求相对较高，想在较小的尺寸内设计出性能更强劲的SoC芯片，就需要更多的内核和集成更多的晶体管，这就需要更先进的生产工艺了。
另外手机SoC芯片虽然都是使用ARM的架构，但ARM公司并不生芯片，他授权给苹果、高通、华为、三星、联发科等等去设计芯片。这样一来，竞争就多了，谁能设计、生产出更先进的芯片就可以赚到更多的钱。
所谓的7nm或者14nm指哪里的尺寸呢？
大家都知道芯片集成了大规模的晶体管，晶体管工作时，电流会从漏极(Drain)流向源极(Source)，但要受到栅极(Gate)这道闸门控制，而这道闸门非常重要的，这道门的开和关代表着数字电路中的“1”和“0”。所谓7nm或者14nm指的就是这么门的宽度了。
芯片中的晶体管做那么小有什么好处呢？
我们一般说的芯片14nm、10nm、7nm、5nm，指的是芯片的制程工艺，也就是处理内CPU和GPU表面晶体管门电路的尺寸。一般来说制程工艺先进，晶体管的体积就越小，那么相同尺寸的芯片表面可以容纳的晶体管数量就越多，性能也就越强。
比如苹果A11处理器使用的是10nm制程工艺，CPU表面的晶体管数量是43亿，到A12处理器升级为7nm制程工艺，晶体管数量就提升为69亿个。到了A13虽然仍然是7nm制程工艺，但属于第二代技术，晶体管数量增加至85亿个。
预计今年的A14处理器CPU表面晶体管的数量可以突破100亿个。而苹果处理器之所以很强，一个原因就是它的CPU和GPU面积比高通骁龙、华为麒麟的更大。不过由于苹果的处理器没有内置基带，所以信号质量也不如高通和华为的手机。
那么可以不可以增加芯片的面积，用相对落后的工艺来实现较强的性能呢？理论上是可以的，但是芯片在实现性能的同时也必须考虑体积和功耗。10nm制程工艺的芯片要想达到7nm芯片相同的性能，面积可能要增加1/3。而智能手机内部的空间是非常紧凑的，如果处理器体积变大了，那么主板、天线、散热等零部件的位置都需要重新设计，从而带来高昂的成本。
更重要的是，简单的通过增加晶体管的方法来提升性能，一个最主要的问题就是功耗。因为在制程工艺不变的前提下增加芯片面积和晶体管数量，处理器的整体功耗势必会明显提升。这就会导致电池容量不变的前提下手机的续航时间缩短，只能增加电池容量来保证续航。
另外，功耗的提升也会增加芯片的发热，这就需要更大尺寸的散热结构才能保证处理器不会过热。所以通过增加处理器体积的做法来提高手机的性能，结果必然会导致手机变厚变重。现在手机芯片都5nm了，电脑芯片仍然停留在14nm，就是因为手机需要在保证性能的同时稳定功耗，而电脑可以安装大尺寸的散热风扇，而且也有稳定的外部供电，使用不那么先进的制程工艺也能获得足够的性能。
相反手机如果要运行的更快，就只能通过更先进的制程工艺来提升处理器性能，并且控制功耗和发热。只有这样才能保证手机在拥有更强性能的同时，也拥有足够的续航时间。总而言之，手机的处理器体积都是有严格控制的，不能随随便便变大。但是一些拥有稳定电源且不用担心功耗发热的设备，理论上是可以通过增加芯片体积来提高性能的。
7nm是目前最主流的芯片制程工艺，4G中高端处理器以及全部5G处理器均采用的是7nm工艺；而14nm制程的芯片目前主流手机已经弃用，最近一款采用14nm芯片的手机为三星A20s——属于性价比颇低的“智商机”！
现在入门级处理器往往是12nm制程的芯片，山寨机处理器往往是16nm制程的芯片（代表作MTK6763与6763T）。
14nm与7nm芯片的区别
如果从制程工艺的发展历程来看，14nm与16nm/12nm同属于一代，再往后的一代是10nm工艺，然后才是目前的7nm工艺（下半年就是更新一代的5nm制程工艺）。也就是说 14nm与7nm之间隔着至少两代差距 ！
制程影响最大的就是功耗问题——在相同的性能下，一款芯片制程工艺越先进， 单位面积下所容纳的晶体管就越多 ，同时供电电压就越低， 从而功耗就越低 ！
4G旗舰芯片性能强悍（性能越强，自然功耗更高），使用7nm制程工艺减少发热非常有必要；而 5G芯片因为5G本身的功耗更高，所以在保证性能的前提下，7nm以及更先进的制程工艺也是不可或缺的 ！所以目前即使是中端5G芯片也是7nm制程工艺，代表作为天玑800和骁龙765G……
总结
对于4G中低端芯片来说，14nm芯片即使跑分在10万分以下，但依旧能完全满足日用，毕竟山寨机16nm的联发科处理器都可以低画质打王者了……但是对于5G芯片来说，14nm是完全满足不了的。 麒麟710A从12nm退回14nm，为了降低功耗，将主频由2.2GHz降低到2.0GHz，如果再加入5G模块，主频可能要降至1.6GHz了 ……（比如28nm的骁龙430，主频1.4GHz）
不过，我们也注意到，中芯国际的12nm工艺已经进入试产阶段，虽然依旧不强，但是12nm总要好过已经淘汰的14nm了……国家也为中芯国际注资近百亿人民币，相信我国半导体行业终能迎头赶上！
14nm工艺和7nm工艺制造的芯片在设计、总会体验、成本等方面存在区别。对于普通消费者来说，如果是PC芯片，使用区别不大，但是如果是手机芯片，使用会存在很大的影响。
1.用户体验存在区别
目前的7nm芯片使用了最新的A77架构，在如此先进工艺制造的芯片依然存在发热问题。如果相同的架构使用14nm工艺制造，用户使用会存在严重的发热问题，同时耗电量明显增加，续航能力明显下降，用户体验下降。
2.芯片的制造成本存在区别
目前国内中芯刚刚成功稳定代工生产出麒麟710A处理器，这是一个重大的时刻。而国际上已经稳定制造出7nm芯片，同时已经稳定下来。我们自己制造的芯片虽然工艺落后一点，但是实际成本会更高，消费者需要承担更高的资金去购买工艺落后的电子产品。
3.国家芯片发展受到限制
芯片制造工艺变成14nm，虽然只是工艺的变化。但是对于整个国家来看，这是美国对国产芯片制造技术的打压，企图限制我国芯片技术的发展，维护美国的利息。这个时候，我们需要支持国产产品，让自己的产品慢慢变得更好。
14nm就是公交车，7nm是高铁，5nm就是飞机！
【芯片中，到底是14nm工艺和7nm工艺有什么区别？为何华为必须要用7nm工艺】
现在手机厂商会给大家一个讯号：处理器工艺制程越好，那么这款处理器就越优秀。于是，我们似乎都认可了这种说法，只要手机的处理器工艺制程越小，手机的性能就越突出，功耗就越低。 事实上，并非完全如此，这里还看CPU以及GPU，包括全部的设计，能否让手机的芯片的功耗真的保持在这种优势下。
芯片的工艺制程是什么？
在芯片的晶体管结构中，计算机是0和1为单位进行运算，当电流从 Source(源极)流入 Drain(漏级)，其中的，Gate(栅极)相当于闸门，主要负责控制两端源极和漏级的通断，而我们俗称的nm值，指的是Gate的最小宽度，如它的大小决定了芯片中电流通过时候的不同损耗。
数值越大，自然所耗费的时间，发热，功耗等就越高。而我们一直提到的14nm工艺和7nm工艺，实际上就是栅级的宽窄，决定了我们的门的大小。
那么，14nm和7nm的差异有多少呢？
1.数量方面的变化。14nm工艺制程中晶体管的数量会小于7nm工艺的晶体管数量。晶体管越多，性能越快，晶体管体积小，集成度高，数量越多，主频越快。
2.Gate门越小，自然功耗越小，因为电流经过的时间越小，自然速度越快。
3.我们必须要知道14nm工艺制程远比7nm工艺制程要简单的多，7nm工艺更复杂一些。
我们必须要知道要有更多的性能，让处理器的能力有更好的提升，自然需要多方面进行提升，这里就包括了CPU等各方面的提升，因此为了能够满足它们各方面的提升，工艺制程自然需要提提升。
为了更好的说说7nm和14nm的差异，我们就比较处理器骁龙660和骁龙865处理器的安兔兔跑分差异：骁龙865跑分59万分左右；而骁龙660跑分为14万分左右，可以看到差异了。
你就可以知道了，为何我们说华为必须使用7nm工艺了，能够在使用高性能CPU和GPU等时，能够保证处理器的均衡性！
主要有如下几个区别：
芯片的制程工艺越小，其能耗就越小，具体反馈到手机上就是用7nm的芯片，手机可能一天一充电，14nm则需要半天充一次电 ，当然还会减少内部发热的情况，我们看到有些手机用久了会发热，就是制程工艺上的问题；
芯片的制程工艺越小，则单一芯片的面积越小，同一块晶圆可以切割出更多的芯片，显著降低芯片的成本 ，比如一块晶圆可以切割出10000片14nm芯片，那么则可以切割20000片7nm芯片；
芯片的制程工艺越小，同等面积的芯片中可以植入更多的晶体管，可以显著提高算法性能 ；同等面积的芯片中，7nm的可以两倍的晶体管，算力提升明显；
芯片的制程工艺越小，在满足同等性能下，所需的芯片面积越小，则手机中可用空间更大，有利于植入更多的其它零件才实现更多的功能 ；用7nm的工艺，可有更多剩余空间去实现手机的其它新增功能。
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14nm和7nm的芯片用什么区别？
先给出概括性结论： 7nm工艺制程的芯片相比于14nm工艺制程，支持的功能更复杂，单位晶体管密度更高，单位面积功耗更低。
在追求先进工艺的芯片类别，手机处理器一直是当仁不让的时代弄潮儿。现在主流的已经量产的高端处理器芯片，基本上都是使用的最先进的可量产工艺，7nm，例如麒麟990 5G。
那为什么手机处理器芯片一直追着工艺不放？
因为消费者需求真的是提升的很快，处理器的频率越来越高，拍照的功能越来越好，还要支持5G网络等等。
以拍照为例，现在为了提升拍照效果，各个手机厂家除了在镜头方面大做文章之外，AI拍照变得越来越普遍，隐藏在AI拍照后面的是对算力提升的直接需要。这些体现在芯片上面，就是功能越来越复杂，但是wafer面积是一定的，那就只有提升单元面积上面的晶体管密度。
为了让大家有工艺提升带来的收益，有一个直观的数字概念，我给大家举一个台积电7nm工艺和5nm工艺在晶体管密度方面的提升。
台积电初代7nm的晶体管密度是9120万个，5nm的晶体管密度是1.713亿个，增长达到88%。除此之外，性能提升达到15%-30%， 这两个数字是不是已经深深地震撼了你。
小结
工艺制程越先进，带来面积、功耗等方面的收益是非常直接切明显的，这也就是当初为什么台积电、三星、intel持续多年投巨资研发先进制程的直接原因。但是制程越先进，研发投入，流片费用就越惊人，所以如果想使用先进的制程，必须对出货量，以及利润率有足够的信心，不然对芯片设计公司来讲，真的是得不偿失了。
半导体工艺都属数字越小越先进，7nm相比14nm由于晶体管尺寸的减小，晶体管自身的寄生电容会更小。更小的寄生电容意味着更高的工作频率以及更低的功耗，同时还可以在单位面积中塞进更多的晶体管来增强性能，所以说芯片设计都在不断追求更先进的制造工艺，从而达到更强的效能。
从芯片成本上来说，因为目前代工厂大都是使用的300毫米晶圆，如果使用的7nm工艺，那么同一片晶圆可切割的芯片可以更多（成本更低），良品率也会更有保障，而如果使用14nm工艺达到相同的性能水平的话，那么这颗芯片面积就会更大，每块晶圆能切割出来的芯片就少了许多，对于厂商来说成本也就增加了。
当然，不管半导体工艺发展到哪个地步，设计出来的芯片都是可以满足日常使用需求的，比如说麒麟990用14nm工艺也完全能做出来，只是芯片的面积、发热和成本都将会更高，而采用7nm euv技术之后，不仅性能可以同步提升，功耗够低，而且还能把5G基带集成到一颗芯片里，这就是先进工艺带来的好处。
芯片由四个环节构成
芯片的组成部分别是芯片设计、晶圆生产、芯片封装和芯片测试，封装与测试一般同属在一个环节，通常我们说的芯片，就是通过设计、生产和封测三个环节，然后交由晶圆生产企业来生产。
晶圆企业要建立生产线，这部分资金投入很大，十亿、百亿都有可能是皮毛，且需要在工艺方面进行研发，才能按照设计代工出芯片产品，如果设计出了7NM的芯片，但是代工技术达不到，还是生产产不了，故而我们看到华为有自己的7NM芯片，但中芯国际还不能代工生产，没办法就只能交给台积电来代工生产。
中芯在去年已经成功开始量产14NM芯片，7NM芯片还在在加速研发，问题是7NM以上的工艺用DUV光刻机就可以生产，而7NM以下的工艺需要用引入极紫外光（EUV）的光刻技术。
目前全球只有荷兰的ASML公司能生产EUV光刻机，中芯国际在2018年就从ASML订购了一台EUV，由于美国从中作耿，以及各种原因现在都还没有交货。
为什么非要开发7NM，甚至5NM和更小的芯片，两者有什么差别？
14NM和7NM芯片，是从芯片的制造工艺方面来定义的，二者之间，肯定是7NM技术制造出来的芯片性能更优越，在相同的面积中所集成的晶体管越多，芯片的整体性能就会越高。
以电脑处理器为例，用7NM技术制造的CPU肯定比14NM技术的CPU在晶体管数量方面、处理速度方面，以及最重要的功耗方面和温升方面会高出一个量级。
因此，用7NM制程制造的芯片在很多方面超过14NM制造的芯片，使得各种性能得到提升，让使用芯片的设备性能得到整体提升。
不过，如果仅从实用角度来说，可能两者的差别并不太明显，但是在 科技 领域，本身就需要不断研发，不断创新，突破过去的极限，才得以让技术进步。
可能现在我们从经济角度的价值看，没有必要去研发和使用7NM的技术，但是在多年以后，有可能到时7NM的芯片如同我们现在看百年前的工业机器一样。
其实手机真没必要这么拼命追求制程，我的mate 9用了三年了，好得很，一点问题都没有，所以我到现在都没换。内存大一点、电池好一点，一般用用足够了
芯片中14纳米与7纳米，指的是芯片的制程。大家知道芯片是由晶体管组成的，制程越小，那么在同样面积的芯片里，晶体管就越多，相对应的性能就越强了。以华为麒麟980及华为麒麟970为例，麒麟980是7nm工艺的芯片，麒麟970是10nm工艺的芯片。麒麟980为69亿个晶体管，麒麟970为55亿个晶体管，提升了25.5%左右。在同样大小的一块芯片里，7nm工艺的芯片显然可以比10nm的工艺搭载更多的东西，更别说是14nm的了，所以现实中越小的制程，技术越先进，相应的性能越高。
14nm与7nm之间的距离还是非常之大的，中间还间隔着12nm与10nm技术，要说他们的差距呢？我们以华为的两款手机为例，在2019年中芯国际宣布三季度14nm芯片实现量产后，华为荣耀发布的千元机Play 4T产品中，搭载了自研芯片麒麟 710A 处理器，这款低端处理器就采用了中芯国际的 14nm 工艺代工。目前华为最为先进的mate30搭载的芯片则为7nm工艺，由台积电代工，两者的差距，你买下两部手机试用一下就知道了。
简单说:1.工艺区别2.芯片设计区别3.能耗区别 7纳米性能一般比14纳米更好更省电
