節(jié)點尺寸大致代表了芯片的工藝迭代和先進程度，但是幾納米到底是指什么尺寸？本文帶大家一探究竟，了解芯片節(jié)點命名的多次更改。

Sources: Companies, conference reports and IC Insights

目前所謂的nm數(shù)，只是大致表示工藝的迭代和先進程度，但不是晶體管的尺寸真是“幾納米”。那么，幾納米，到底是什么尺寸呢？

從1992年到現(xiàn)在，命名技術節(jié)點的方法遵循NTRS、ITRS和IRDS的定義。技術節(jié)點的名稱通常與最近金屬層的最小節(jié)距的一半相關。

1. 節(jié)點的原始定義：最近金屬層的半節(jié)距

在20世紀70年代、80年代和90年代的大部分時間里，最近的金屬線半節(jié)距和柵極長度半節(jié)距的尺寸基本上相同，選擇該值作為節(jié)點名稱是因為它用單個數(shù)字傳達了密度的概念和性能的概念。下圖展示了節(jié)點的原始定義：最小金屬層的半節(jié)距。

2. 節(jié)點的第二次定義：變成了上一代節(jié)點數(shù)字的70%

在90年代后半葉，消費者對PC的采用對任何新產品的推出都提出了更高的期望，即更高的晶體管密度和更高的性能。因此，在90年代，微處理器技術的引入從以前的3-4年周期加速到了2年周期，以滿足消費者的需求。隨著軟件程序變得更大、更復雜，因此需要更高的執(zhí)行速度，有必要更系統(tǒng)、更積極地將晶體管的溝道長度減少到前一代的60%，以便產生在更高頻率下工作的更快晶體管。

在這段競爭激烈的時間里，少數(shù)公司開始將金屬半節(jié)距尺寸與柵極長度尺寸進行平均，作為與其最新技術相關的節(jié)點名稱。由于這種平均過程（即70%的半金屬節(jié)距減少和60%的柵極長度減少導致約的65%尺寸減少）。這些最新技術在紙面上看起來更小，更加吸引客戶。后來，一些公司決定只使用柵極一個維度來定義技術節(jié)點的名稱。350nm以后，技術節(jié)點的定義變成了上一代節(jié)點名稱的70%。

此時，節(jié)點數(shù)字已經不代表實際尺寸了。

3. 節(jié)點的第三次定義：14nm之后，節(jié)點數(shù)字更是成謎了

以上一代節(jié)點數(shù)字的70%來定義節(jié)點導致了IC功能和技術節(jié)點名稱之間的完全分離。因此，回到基礎并重新激活節(jié)點定義以更緊密地表示現(xiàn)實是有益的。IRDS采用了更廣泛的節(jié)點定義，但仍與NTRS和ITRS的歷史定義有關。下圖所示，用GxxMyyTzz，G表示接觸層柵極間距，M表示金屬間距，T表示堆疊晶體層的層數(shù)。

所以，從上圖看出來，3nm節(jié)點，大致相當于接觸柵極間距48nm，柵極長度16nm或18nm，第0層金屬間距24nm，堆疊晶體層的層數(shù)為1層。

預計在本十年結束時，特征縮放將達到約7-8nm的基本極限，如下圖：

審核編輯：黃飛