28nm芯片也好,5nm芯片也罢,都是大规模半导体集成电路,所以本质上来说二者没有什么区别。不过5nm工艺可以在单位面积上放更多的集体管,而根据登纳德缩放比例定律,随着晶体管密度的增加,每个晶体管的功耗会下降。譬如晶体管的面积减半,频率保持不变的情况下,晶体管的功耗将会降至原来的四分之一。而能耗的下降,可以直接带来发热的降低,这又给频率的提升带来了空间,这自然可以带来性能的提升。总的来说,更先进的芯片工艺,可以让我们设计出更复杂,集成度更高,性能更强大的芯片。

至于28nm芯片和5nm芯片的用途,就目前来说,在汽车芯片上面28nm工艺用得比较多,而手机芯片上面5nm工艺用得比较多,那么为什么不都用5nm工艺呢?首先5nm工艺的成本往往更高,其次28nm工艺更加成熟,良品率也更高,最后也是最重要的,那就是不同的场景对芯片的要求不同。手机因为尺寸有限,对温度的要求高,加上电池容量有限,所以能耗要求也高。所以用户希望在同样的尺寸下可以具有更强的性能,更低的能耗发热,而想要满足这些目标,5nm工艺无疑具有明显的优势,以台积电的16nm工艺和7nm工艺为例,台积电16nm工艺的晶体管密度是28.2MTr/mm2,而7nm工艺就到了95.3MTr/mm2,晶体管数量的暴涨,自然可以带来性能的提升。

而汽车这类产品,对芯片的尺寸要求没有那么高,散热和能耗方面也可以放得更开,因此使用28nm这类芯片问题不大,不过随着智能汽车时代的到来,相关芯片也会对性能提出更高的要求,譬如NVIDIA的OrinX就已经采用了7nm工艺,随着对算力的不断追求,相信最终这类芯片也会采用最先进的工艺。简单来说,从底层原理来说,28nm和5nm芯片没有什么本质区别,但是不同的场景对芯片的要求不同,那些追求更强性能,或者存在尺寸和能耗限制的产品,往往会追求更先进的工艺,但是这种做法成本往往更高。那些对性能要求没有那么高,尺寸能耗也不算敏感的场景,往往会采用老旧一些的工艺,毕竟这样子更省钱。

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