华为7纳米被限制,为什么不能用大芯片,真的越小越好吗？

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先说结论：实在没办法的时候当然可以用！功能机时代用过摩托罗拉、诺基亚、京瓷、波导等。3G以来用过中兴(第一款TD手机)、苹果4到苹果8、三星、HTC、酷派大观(曾经最贵的国产手机。从此中国的老板和高端商务人士都不用苹果和其他外国品牌手机做自己的主机了)、华为mate10、mate30 pro等。说这些的意思是。一百多纳米、几十纳米、十几纳米制程的芯片照样可以用作高性能高质量的手机。手机是一个软硬件整合的系统。不仅仅是芯片。7纳米、5纳米不让用的话。完全可以在现有基础上建立“内循环”。做出新一代高端手机来。然后在新的基础上不断寻求技术突破。甚至另辟蹊径弯道超车。在这过程中。也不排除可能的、适当的“外循环”！

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华为7纳米被限制。为什么不能用大芯片。真的越小越好吗？

题主问题的核心是华为7nm被限制。为什么不能用大芯片。真的越小越好吗？这个问题要从不同的角度去出发。从客观条件来说手机端或者是电脑端。或者是像我们平时使用的随身携带的电子数码产品。确实可以遵循这样的规律。也就是越小越好。但是如果是军队。或者是一些服务器。等等的地方。越小越好。确实有些不合适。我们就来针对这两个情况来说说：

一。芯片并非是越小越好。比如军队或者是一些工业设计。服务器之类的。确实工艺不高。不过反而是越好。

我们实际可以看到。即便是像美国科技方面那么发达。芯片制造制程等等确实不用担心。但是军用芯片还是使用65nm或者是45nm。包括中国自研发的龙芯制造采用的是我们自己的工艺。65nm技术。因为芯片工艺越高。抗干扰的能力越低。

这是因为新的工艺会有OCV效应影响。往往达不到军用的环境。比如很多作战地区的温度确实相比我们平时的使用要更加严峻。比如就拿温度来说。零下几十度或者是要求耐高温的程度确实是远超平时的处理器的。所以平时的处理器是做不到的。OCV效应越严重。带来的时序问题越多。

包括抗干扰。抗辐射。以及稳定性要更好。而且本身军用处理器的指令集确实相对简单。所以对于工艺的要求并不算是很高。以及服务器。以及路由器之类的芯片。很多现在还是45nm后者是28nm。实际就是因为他们同样需要稳定性很强。散热因为体积的关系。所以是可以做到的。

二。如果单拿华为的麒麟或者是高通这样的手机芯片来说。确实越小越好。这确实是定律。

这也是经过多方面的考量。首先我们看到就像电脑intel和AMD两家生产CPU的大厂。都开始向10nm以及7nm靠垄。所以更不用说像手机方面的芯片了。

1.受限于体积。确实很多人说。工艺不行。但是我们可以一次采用几个处理器。或者是在一个主板上面使用多个CPU这样的方式。确实是可行的。就像虽然电脑芯片工艺现在很多甚至还是在14nm或者是16nm。但是他们足以媲美现在7nm的手机芯片运算能力。但是我们看到电脑主机的体积。就可以明白。他们工艺虽然不高。但是散热做的很好。对于手机来说显然是不合适的。一个手机甚至连一个主机里面的硬盘盒大小都不及。所以采用多个处理器虽然可行。但是散热怎么去做。功耗和发热怎么去控制。即便是这样的手机处理器。以后几个人会去购买呢？在手机这么寸土寸金的地方。任何一个地方不去妥协都是不可能的。

2.从功耗和发热方面来说。工艺越高。也就意味着功耗和发热更低。本身现在处理器的研发我们也总是发现了。每次发布的时候总是会说相比上一代降低多少的百分之几的功耗等等。实际也就是说发挥同样的性能下。新一代处理器发热会更小。而上一代就要发热更快。

而处理器工艺越高。也就意味着体积越小。那么发热和功耗就会越来越低。对于手机来说就可以进一步压缩尺寸。可以留更多的地方给电池。或者是加入其他的元器件。加入新的功能。

3.成本方面的考虑。实际上一次在一次芯片演讲的视频中。确实有看到过这一点。我们知道芯片是从晶圆上面切割刀而来的。而芯片本身是长方形之类的。如果工艺更高。那么体积越小。那么也就是说同样一片晶圆上面。假设16nm工艺可以裁切出来20个处理器。但是7nm的芯片可能就是40。或者是50个。甚至更多。

这样成本才会在慢慢的降低。当然这说起来手机也算是一个食物链。厂商。设计。芯片等等。这算是一个食物链。

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从实际使用手机的角度来说。使用的环境不会太过于恶劣。所以对于抗干扰以及稳定性的要求并不是很高。或者是说工艺越高带来的不稳定性实际不影响使用。也是因为如此。所以手机芯片实际无所畏惧。工艺的提升对于手机这样体积的电子产品来说。功耗和发热降低。内部空间更多。可以做更多的功能来吸引消费者。以及更低的成本。这些综合因素来说确实工艺越小。对于我们日常使用的电子产品来说肯定是更好的。

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大芯片不是不能用。而是实现同样性能。大芯片所需空间得翻几倍。发热也变大很多倍。所以。在手机越做越薄的今天。自然就用不上了。如果用回砖头机。自然也是能用。但没人会买啊。

1、大芯片性能跟不上

这里说大芯片是指制程工艺比较大的芯片。比如：65nm。130nm。280nm之类的制程工艺。而当下主流手机芯片都已经在7nm这个制程工艺。甚至逐步要迈入5nm制程工艺了。很多人会觉得。既然7nm无法生产。能不能弄大芯片来替代？

现如今芯片领域是寸土寸金。希望把每一原子都利用起来。因为芯片的计算性能是靠每个逻辑计算单元来实现。每个逻辑单元又靠芯片中的许多晶体管来实现的。所以。在单位面积中放置越多的晶体管。性能自然就越强。既然这样。我们就来看看7nm和65nm到底有相差多大。

华为麒麟990芯片。采用7nm制程工艺。里面部署有103亿晶体管。性能强劲；

由于65nm工艺。现在手机基本无法使用。早期的AMD 3600+ CPU。采用65nm制程工艺。里面部署了1.54亿晶体管。数量级相差甚远。而且电脑CPU比手机CPU面积大很多。如果同样面积。65nm工艺可能就更是少的可怜。

从上面对比来看。大芯片的性能已经无法满足现在手机的使用了。只能勉强用在电脑里。但是竞争力也很低。

2、实现同样性能。大芯片所需空间大。发热更大

要实现同样性能。大制程工艺要摆放相同多的晶体管。空间自然需要翻好几倍。大家很好理解。但是发热大就未必那么容易理解了。很多人会认为。大家都是相同多的晶体管在发热。为什么大芯片发热会更大呢？

其实。是因为大制程工艺芯片中的晶体管也比较大。需要导通电压比小晶体管的需求大很多。根据电功率的公式：P=U^2/R。我们可以知道。电压越高。单个晶体管功耗也就越大。发热量自然就变大了。而且变大是按照电压平方来变大的。这也是为什么笔记本的CPU要采用低电压版的原因。

3、对比总结

综上。大芯片相比小芯片存在着诸多的不足。大致如下：

同样性能。大芯片需要更大空间。应用场景就受限很多了；

同样面积。大芯片性能成指数级下降。应用场景也受限很多；

同样性能。大芯片发热也成倍数增长。应用场景又受限很多；

有了这么多的限制。大芯片基本也就只能用在空间大、性能要求不高、散热良好的地方。至于主流手机、笔记本等要求较高的地方基本就无用武之地了。所以。在希望高性能的情况下。芯片当然是越小越好。

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