摩尔定律的瓶颈

上世纪60年代，摩尔发现半导体晶体管制程发展的速度对于一个半导体厂商至关重要。

随着制程的进化，同样的芯片的制造成本会更低，因为单位面积晶体管数量提升导致相同的芯片所需要的面积缩小。所以制程发展速度如果过慢，则意味着芯片制作成本居高不下，导致利润无法扩大。

另一方面，如果孤注一掷把所有的资本都用来发展新制程，则风险太大，一旦研发失败公司就完蛋了。

摩尔发现当时市场上成功的半导体厂商的制程进化速度大约是每年半导体芯片上集成的晶体管数量翻倍，于是写了著名的论文告诉大家这个发展速度是成本与风险之间一个良好的折中，半导体业以后发展可以按照这个速度来。（Moore’s Law）

芯片的成本包括NRE成本（Non-Recurring Engineering，指芯片设计和掩膜制作成本，对于一块芯片而言这些成本是一次性的）和制造成本（即每块芯片制造的成本）。

在先进工艺制程，由于工艺的复杂性，NRE成本非常高。例如FinFET工艺往往需要使用double patterning技术，而且金属层数可达15层之多，导致掩膜制作非常昂贵。另外，复杂工艺的设计规则也非常复杂，工程师需要许多时间去学习，这也增加了NRE成本。

对于由先进制程制造的芯片，每块芯片的毛利率较使用落后制程制造的芯片要高，但是高昂的NRE成本意味着由先进制程制作的芯片需要更多的销量才能实现真正盈利。这使得芯片设计和制造所需要的资本越来越高，而无力负担先进工艺制程的中小厂商则不得不继续使用较旧的工艺。这也部分地打破了摩尔定律“投资发展制程-芯片生产成本降低-用部分利润继续投资发展制程”的逻辑。

从上图可以看出：2008年以前，先进制程有一个明显的爬坡阶段，但是如今更像是百花齐放了。

Andy gives, Bill takes away.

https://mp.weixin.qq.com/s/TmLSHVkeyqfU-9Jgir0czA

摩尔定律究竟死没死

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https://www.zhihu.com/question/290382241

为什么memory制程比CPU的制程低？

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Makimoto’s Waves

Tsugio Makimoto（牧本次生），IEEE Robert N. Noyce Medal（2018）。曾任索尼CTO。半导体工业从NMOS到CMOS演进的先驱。

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MOSFET device scaling principles，又称为Dennard缩放比例定律（Dennard scaling, 1974）表明，随着晶体管变得越来越小，它们的功率密度保持不变，因此功率的使用与面积成比例；电压和电流的规模与长度成比例。

Dennard scaling是Moore’s Law的物理基础，而后者仅仅是个行业规律而已。

https://mp.weixin.qq.com/s/7kRePPUk_Xat8-7PsAO5XQ

晶体管逐渐变小，Dennard定律比摩尔定律更值得关注，散热和功耗推动芯片专业化

PPA（Power-Performance-Area）

Robert H. Dennard，1932年生，Southern Methodist University本科（1954）+硕士（1956）+CMU博士（1958）。IBM研究员，DRAM发明者。美国工程院院士，IEEE Fellow。

https://www.yicai.com/news/100419064.html

科技创新里程碑：IBM科学家Robert H. Dennard与改变世界的芯片

最后两行就说的是固定功耗能达到的最大速度，和固定速度需要的功耗；面积的比较是在上面，不同macro微缩的比例是不一致的。

https://www.zhihu.com/question/512906953

22nm芯片能做到7nm一样的性能吗？

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Bell’s law of computer classes（1972）：计算机每10年产生新一代，其设备或用户数增加10倍。

C. Gordon Bell，1934年生，MIT本科（1956）+硕士（1957）。DEC公司的技术灵魂人物（1958～1983），DEC创始人Kenneth Olsen的学弟和创业团队成员。

https://www.zhihu.com/question/20809971

多核之后，CPU的发展方向是什么？

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摩尔定律的黄金时代，靠着工艺进步，软件工程师可以近乎无感地快速享受到硬件性能的红利。随着单核性能提升放缓，软件工程师需要关注更多多核的编程细节，来释放硬件的性能红利。随着单芯片能放的核数也日趋瓶颈，DSA架构、封装技术的演化、甚至System-on-Wafer的技术都涌现出来，期望能够进一步压榨晶体管的性能，也相应地对软件栈提出了更高的要求。

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系统中对某一部件采用更快执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频率，或所占总执行时间的比例。

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产业价值链最底层的生产制造领域，即微笑曲线的中间。很多学理工科的人都有这个幻觉，觉得自己做技术做的价值曲线最左端的研发，有着光明的前途。但实际上99%的（对口就业）理工科学生最后都去了生产制造。对于新加坡的芯片行业，其实真正的研发是0，技术全部都是依靠欧美转移。

什么算真正最左侧的研发。还是以芯片光刻胶为例，国外光刻胶阻抗可以做到1015，国内只能做到1010，阻抗越高纯度越高，这中间是十万倍的差距。

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微软对Arm服务器的评价：

“我并不需要你帮我省电，而是希望你帮我把更多的电变成更多的钱”

IC行业的公司一般分为全流程的（IDM），著名公司如德州仪器，英特尔，三星，意法半导体，只做设计自己没有晶圆厂的（Fabless），比如英伟达，AMD，只负责制造的（Foundry），比如台积电。

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台湾三大科学园区为竹科（新竹科学工业园）、中科（中部科学工业园）、南科（南部科学工业园）。台积电研发主要在竹科、量产在中科及南科。

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https://xueqiu.com/4081695675/165884010

梁梦松离职的四个点评

https://mp.weixin.qq.com/s/p2f59OngEOKFuELHEIl-hw

科普：芯片行业所说的IP是个什么东西？

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随着半导体工艺日益接近物理极限，2D芯片已经不能满足进化的需要，芯片的设计也迈向了立体发展的阶段。目前主流的3D芯片技术包括FinFET（1999）与FD-SOI（2000），他们都是胡正明团队的作品。

胡正明，1947年生。台湾大学本科（1968）+UCB硕博（1970，1973）。台积电首席科学家，MIT教授。美国工程院院士，中科院外籍院士。

http://www.sohu.com/a/108777952_467791

多少年了，终于明白了FinFET与FD-SOI制程

https://mp.weixin.qq.com/s/NJBx8ndkBBedC81f3-DKOA

5nm以后的晶体管选择

https://mp.weixin.qq.com/s/YDFtuUlPtAYnJRYDuctOuA

胡正明获IEEE最高荣誉，一己之力续命摩尔定律数十年

https://zhuanlan.zhihu.com/p/260425739

FinFET的继任者：详解GAA晶体管

缩短波长的方法除了增加频率之外，其实还有更换介质（比如水），这就是浸润式微影。不同工作波长，液体也不同。需要考虑液体的吸收作用。

Rayleigh criterion（瑞利判据）：

CD=K1λNA

K1是一个常数，取决于与芯片制造工艺有关的许多因素。按照ASML的说法，其物理极限值是0.25。λ则代表光刻机使用光源的波长；NA则是光学器件的数值孔径，描述了它们能够收集光的角度范围；CD代表线宽，即可实现的最小特征尺寸。

DUV是深紫外线（Deep Ultraviolet Lithography），EUV是极深紫外线（Extreme Ultraviolet Lithography）。

https://mp.weixin.qq.com/s/NZGNrO_LxNc6qrIdofOIfQ

假如没有他（林本坚），就没有今天的台积电

https://mp.weixin.qq.com/s/-cudXRIo0t4gNpEqVJ7vKw

芯片光刻的流程详解

https://mp.weixin.qq.com/s/V2AY7VcUEFCMAdMPJ54ZiA

一文看懂光刻机

https://mp.weixin.qq.com/s/VY0WeBfZ2vN8OaupcsEvxw

光刻胶发展历史

https://mp.weixin.qq.com/s/odDzhxRsGuZYOdYtbrHV8Q

一文看懂光刻胶

https://mp.weixin.qq.com/s/jqP52LFcmd5oGRLBfE2J_A

光刻机编年史（1959-1969）

https://mp.weixin.qq.com/s/YvzxV5NLz4FkKO71bxpAIA

给孩子讲讲光刻机吧

https://mp.weixin.qq.com/s/6Uod0Ngw4wDIISJZVDQ92A

光刻缘何成为卡脖子技术？

https://mp.weixin.qq.com/s/6BnrAEMpZxJ3ChBHWQ9mWA

台积电缺电！30台EUV光刻机一天耗电90万度

https://mp.weixin.qq.com/s/AUDDEYETPdJSyIdpMl4hLQ

一文看懂ASML EUV光刻技术

https://mp.weixin.qq.com/s/c_cUbBKVYKNgXrbTdvvfpw

中国“芯痛”终极十问：我们能造原子弹，却造不出一枚小芯片？

https://mp.weixin.qq.com/s/vp-CvAvigztYse2_TI9T6Q

中国有没有必要举全国之力，去造一台光刻机？

https://mp.weixin.qq.com/s/DFU4zoteqehOJkBpVVhXyA

EUV光刻机里的低调王者

https://zhuanlan.zhihu.com/p/435563360

28nm光刻机卡住“02专项”

https://zhuanlan.zhihu.com/p/434563254

国产“28nm光刻机”又跳票？到底卡在了哪里？

https://mp.weixin.qq.com/s/jGzdfEJaulPRjt89eLST4Q

8英寸晶圆30年

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半导体产业发展至今经历了三个阶段，第一代半导体材料以硅为代表；第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用；而以氮化镓和碳化硅、氧化锌、氧化铝、金刚石等宽禁带为代表的第三代半导体材料。

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https://mp.weixin.qq.com/s/QF9Nsh_YyX9LZQ_D-4hP-A

芯片是怎么制造的？央视最强科普！

https://mp.weixin.qq.com/s/bKgYpZdXxAexlEtmPQ9oGw

科普：芯片是怎么从沙子中一步步炼成的！

https://mp.weixin.qq.com/s/9y5HFTQr2QP12iR858BFtg

图解intel芯片生产全过程！

https://mp.weixin.qq.com/s/aSCcdTHUoogP7TOK5MIsVw

一颗芯片的全球之旅

https://mp.weixin.qq.com/s/LcnyAhOofWyGHikYwfIlIA

芯片的诞生

https://mp.weixin.qq.com/s/lD2bkDIX6ey-VHchSdbW7g

https://mp.weixin.qq.com/s/v3wauOfWw6TLlxTH4QKR6w

一文详解MOS管

https://mp.weixin.qq.com/s/kzQ-WqozBX-T8ZyS58MPnw

一张图了解芯片到底是如何设计的