为什么7nm工艺制程这么难？除了台积电还有谁？ _7nm

和1Xnm半导体工艺的百花齐放相比，个位数的制程就显得单调许多了，很多在10Xnm大放异彩的半导体公司都在7nm制程处遭遇到了苦头。
随着AMD御用代工厂商GF宣布无限期延期7nm制程工艺，目前仅剩下的7nm工艺也只有台积电能够在现阶段实现量产，无论是华为的麒麟980处理器还是苹果的A12处理器，他们清一色地选择了台积电作为代工厂。
在这个赢者通吃的半导体工业中，台积电似乎占据了半壁江山，尤其是7nm这种先进制程工艺。而芯片行业也随着工艺难度的加深呈现贫富两极分化的情况。
为什么7nm工艺制程这么难？
【为什么7nm工艺制程这么难？除了台积电还有谁？】在讨论7nm制程难度的时候，我们需要普及一个量子力学上的概念，这样子可以有助于我们理解为什么低制程的成本急剧提升，那就是量子隧穿效应。
在量子力学里，量子隧穿效应指的是，像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。在经典力学里，这是不可能发生的，但使用量子力学理论却可以给出合理解释。
如果通俗点来讲，就是说制程工艺到一定程度下，电路与电路之间的距离降低到一定程度就会出现量子隧穿效应，这些电子呈现的是一种我们所不知道的规律进行运动，于是这些不可控制的电子造成了半导体的漏电率急剧上升，有太多的能源被浪费在控制电子运动上，自然不能发挥晶体管应该有的性能，宏观上表现为处理器的发热量增加，但是性能没有太大的变化。
当然对于量子隧穿效应目前还没有完全能够消除的办法，毕竟这个已经属于自然规律，即使是量子力学我们也没有完全掌握，因此只能减少这种情况的发生。
这就意味着制造材料需要进行重新研发，而这种尖端技术的投入可能是无底洞，投资了一大笔钱，最后获得的成果或许不尽如人意，沉没成本实在太高，因此只有充足的资金才能够投入到更新的工艺制程的研发中去。
而实现低距离制程的还有一个重要的因素，那就是被称之为现代光学工业之花的光刻机， 7nm制程的实现离不开高性能光刻机的运行，其中荷兰的ASML几乎垄断了全球顶级光刻机的份额。
众所周知，光刻机这种精密仪器制造成本高和制造时间漫长，其中ASML最新的光刻机之一的NXT2000i光刻机单台售价更是达到上亿美元，而NXT2000i光刻机也是进行7nm乃至于未来5nm制程的最佳利器，尽管光刻机售价高昂，但是追求者络绎不绝。
除了台积电之外，三星和Intel也砸巨资追求这台性能出色的光刻机，在产量有限的情况下，其他的芯片工艺制造商即使拥有合适的工艺，没有性能出色的光刻机，同样不能进行优秀的代工。这也就是7nm制程芯片成本急剧提升，量产困难的另外一个原因。
除了台积电，还有谁？
当然不差钱的主除了台积电之外，自然还有其他的半导体公司在追求7nm制程工艺，包括三星以及英特尔。和台积电进行纯粹的代工不同的是，三星和英特尔都有自己的产业链，也就是说自己就可以实现自给自足。当然这也是7nm时代能够存活下来的一个重要因素。

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