7nm プロセス時代の到来

アップルのA12 CPU とHUAWEIのkirin980 CPUが同時に7nmプロセスの採用を発表していますね。どちらも製造は台湾のTSMCということです。7nmプロセスが実用化されちゃったということは驚くしか無いですね!
 

Screenshot of www.apple.com

 
Screenshot of consumer.huawei.com

 
Screenshot of ja.wikipedia.org

 
アップルもファーウェイも「世界初!」と主張しているのが面白いですね。管理人から見ると、実際に製造しているTSMCが偉いのであって、別にどっちでもいいじゃんと思います。ちなみに、iPhone Xs の発売日が2018/9/21、Mate20 の発売日が2018/12/1 だそうです。A12がCPU6コア、GPU4コア、kirin980がCPU8コア、GPU10コアだそうです。もはやコア数は関係無いのかも知れません。

今回特徴的なのは、最新プロセスが真っ先にスマホCPUで採用されたということです。今まで、CPUの最も儲かるのはデスクトップ用途向けでしたが、もう、スマホ用途の方が儲かる時代に入ったんですね。プロセス微細化は高速化と同時に低消費電力化にも繋がりますから、スマホCPUにぴったりというわけです。

シリコン原子1個の大きさは0.222ナノメートルです。7ナノメートルということは、シリコン原子31個分の幅ということになります。シリコン原子といっても、p型とn型の不純物もドーピングしなければなりませんから、シリコン原子数個の幅ではどうにもならないわけで、線幅については限界が近づいている気が致します。これは電池の電圧がなかなか上がらないのと同じで、物理法則に従った制限なので如何ともしがたい上限なんですね。

実験室レベルですが、シリコン原子1個分のグラフェンシート(グラフェンナノリボンGNR)でトランジスタの試作ができているようです。線幅はシリコン原子9~13個。グラフェンというのはシリコン原子1個の厚さのシートで、粘着テープを使ってグラファイト(鉛筆の芯の原料)から引き剥がされるとのことです。

https://www.nature.com/articles/s41467-017-00734-x

シリコン単結晶半導体のプロセスの微細化限度がどれくらいになるのか、要注目ですね!