為什麼CPU要提高密度，而不是增大面積？

首先呢，廠商是絕對會增加CPU的面積，以Intel現在的處理器為例，四核的Core i3系列核心面積為126mm2，六核的Core i5/i7核心面積為149.6mm2，而高端旗艦X299平台的10核以下（Core i9-7900X以下）產品核心面積為322mm2，18核以下（Core i9-7920X到Core i9-7980X）的產品核心大小為484mm2，伺服器用自強白金28核處理器核心面積高達646mm2，大家可以來感受下：

Core i7-8700K的核心

Core i9-7900X的核心

Core i9-7920X的核心

增大核心面積可以簡單粗暴的增加CPU的核心數量並加入更多的功能和指令集，然而這也提升了產品成本，應為晶圓的尺寸是固定的，切割出來的晶元越小成本就越低，而且在單位面積出錯率固定的情況下，面積越大的晶元蝕刻時上面有壞點變成不良片的可能性就越大，實際上大型晶元的不良率遠比小晶元高，所以廠商們都想放設法在儘可能小的晶元里堆更多的東西，那隻能升級工藝了。

更先進半導體工藝的優勢其一：降低生產成本

基本上所有晶元的生產都要經過7個工序，分別是：硅提純，切割晶圓，影印，蝕刻，重複、分層，封裝，測試，當中蝕刻工序最重要的工作，它是用激光在硅晶圓上面雕刻晶體管的過程，這個過程是由激光來完成的，所用激光的波長就是該技術提升的關鍵，它影響著在硅晶圓上蝕刻的最小尺寸，也就是線寬。

Intel不同製程工藝的成本、核心面積

我們常說的多少nm都是指線寬，也就是晶元上的門電路寬度，縮小線寬意味著晶體管可以做得更小、更密集，而且在相同的晶元複雜程度下可使用更小的晶圓，於是成本降低了。

更先進半導體工藝的優勢其二：頻率更高，電壓更低

在縮短晶元內元件間距之後，晶體管間的電容也隨之降低，這可以提升晶體管的開關頻率，這時整個晶元的工作頻率就上去了，這也為什麼每升級一次工藝CPU的頻率都會明顯提升的原因。

另外縮小晶體管的尺寸也會減少它們的內阻，這可以降低它們的導通電壓，這代表CPU可以在更低的電壓下工作，所以使用新製程的CPU的電壓較上一代產品都有所降低，另外CPU的功耗是與工作電壓的平方成正比的，工作電壓的降低，可使它們的功率也大幅度減小。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！