华为疑似公开工艺制程，我们还能相信3nm真的是3nm吗？

日前，中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军最近的一次演讲中，疑似公开了华为 Mate60 芯片的制程工艺。在这次演讲中，PPT 中有提到 " 要着力创新技术，降低对工艺技术进步和 EDA 工具的依赖 "，和 " 能够用 14nm，甚至 28nm 做成 7nm 的产品性能才是真正的高手 "，并以华为 Mate60 以及长江存储的 3D-Nand 存储器作为例子。

这透露的信息，暗示了华为 Mate60 系列采用的是 14nm 或者 28nm 的制程做到了 7nm 的产能性能。但来自 TechInsights 机构对麒麟 9000s 的芯片分析结果表示，麒麟 9000s 具有 7nm 的特性，也验证了上述用 14nm、28nm 做出 7nm 性能的说法。

这背后或许能让我们思考一个话题，所谓 3nm、5nm 可能与我们想象中的不一样。

3nm 芯片真的是 3nm 吗？

近年来，事实上关于芯片工艺制程 3nm、5nm 一直被质疑。要弄清这个问题，你得先知道什么是制程。

芯片上拥有数量庞大的晶体管，而制程就是晶体管源极和漏极之间的沟道长度。晶体管内部的电流从起点（源极）流向终点（漏极）要经过一道闸门，这个闸门的宽度（栅长）就是芯片的纳米单位。也就是我们说的几纳米。这些数字，原本是指芯片晶体管栅极长度的大小。

随着技术的成熟，晶体管尺寸的减小，性能随之提高、功耗降低以及发热量的降低。简言之，较小的晶体管比较大的晶体管更好，并且制造商之间的工艺节点代际改进是相似的。

然而，在过去的几十年里，随着集成电路设计（从平面晶体管到各种类型的 3D 晶体管）和制造工艺的各种专有改进，仅根据晶体管尺寸来衡量性能增益变得更加复杂。

在 28nm 以下，由于采用 finfet 这些新的技术，这些数字和实际的节点和栅极长度，以及半节距就匹配不上了。所以，现在的 7nm，5nm，早已不是原来指的栅极长度。因此，3nm 工艺芯片本质上已经成为一个营销术语，与晶体管的尺寸没有直接关系了。

由同一制造商制造的两代工艺节点（例如 5nm 和 3nm）的芯片不一定对应于流程节点名称。假如某家 5nm 的制程实际尺寸是 20nm，那么它把它家 8nm 尺寸的制程标为 2nm，其实也是没有问题的。

因为已经不是同一套标准了，你家是这样的 3nm，他家是这样的 3nm，其中的水分越来越大。哪怕 16nm 制程，都没有真的达到 16nm 尺寸。这早就已经是公开的事实。

在今年年初，财经自媒体刘一手看财经的某个观点或许代表了部分人的质疑，他指出，芯片先进制程已经到头了，硅基 5nm 左右再往上没有了，3nm、1nm 都是吹水，其实全是 14nm 。大部分厂商卡 14nm 往上，台积电除外，但也没有宣称的厉害。

他表示，我们很难仅凭表面的制程工艺数字来判定它们的真实水平，若将它们放回自己的产品发展体系中进行纵向对比，如台积电 16 纳米、10 纳米和 7 纳米工艺，的确又能看到制程迭代的进步，只不过拿其它厂商的制程工艺进行横向比较时，才能发现其中的端倪。

根据实验数据报告，电子显微镜下，Intel 14nm 工艺的酷睿 i9-10900K 和台积电 7nm 的 AMD 锐龙 9 3950X 处理器对，而且选取的是各自 L2 缓存部分，这往往是工艺水准的集中体现，报告结果是看起来差不多。14 约等于 7nm。

5nm 相对 7nm 有没有进步？肯定有，但是进步没有那么大，或许只是微弱的性能差异。但是从数字来看，容易给人产生代际差的误导。

事实上，台积电的 Philip Wong 曾在 Hot Chips 31 主旨演讲中也透露了这个问题：" 它过去是技术节点，节点编号，意味着一些东西，晶圆上的一些功能。" 但是：" 今天，这些数字只是数字。它们就像汽车模型——就像宝马 5 系或马自达 6。数字是什么并不重要，它只是下一项技术的目的地，它的名称。"

事实上，从台积电高管的话里可以知道，我们所理解的 3nm，其实与他们做出来的 3nm 已经不是同一个概念了，更多是一个迭代的节点数字，与实际工艺技术存在差距。比如说宝马 7 系的车速、性能也不是宝马 3 系的两倍，先进制程的所谓 5nm, 3nm 确实没有实际物理意义了，只是一种型号的代号。

因此，我们过去很长一段时间把节点的名称与技术实际提供的相混淆了，这个只是一代工艺代号而已。

拆掉思维的墙，会更有利于我们追赶

这也是为什么 iPhone15 采用了 3nm 工艺的 A17 的芯片，按照大家对 3nm 的理解那应该手机在流畅和功耗上表现远超其它手机吧，但事实上，我们从消费者实际体验中反馈出来的并未如此。

毕竟，按照迭代工艺的理解，3nm 与 7nm 有巨大差别，厂商也号称在性能与功耗层面有巨大提升，但实际情况并非如此。今年的 iPhone15 表现很一般，而它的功耗存在较大问题，发热问题严重，在 10 月初，Phone15 Pro 发热上了热搜，引发了外媒的广泛讨论，苹果后来也正式承认新发布的全部四款 iPhone15 手机异常发热。

iPhone15 系列采用了 3nm 的芯片，并不是功耗降低了，减少发热，而是发热反而比前代更突出，并没有给用户带来很好的体验和感受。事实上，从产品体验与口碑来看，iPhone15 的体验口碑并没有因为 3nm 获得了加持，大家在感知层面也并不明显。

其实我们从中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军的演讲来看，Mate60 系列疑似能够用 14nm 甚至 28nm 做成 7nm 的产品。而从各种业内评测来看，它在性能、流畅度以及功耗上已经做到非常好了，跑分也非常强势，能够轻松应对多任务处理、高负荷游戏等各种挑战。

这其实也恰恰验证了，7nm 其实已经非常优秀，但 3nm 或 5nm 或与我们想象中的 3nm、5nm 不一样，在产品上其实没有给用户带来明显跨越性的体验价值和感受。其实数字具有蒙蔽的效果，让人望而却步。

我们知道，最先进制程芯片的量产是一项系统工程，需要产业链上下游、特别是上游的设备、材料、IP 等技术厂商的共同进步迭代，才能应对如此高精尖的芯片制造要求，所有这些形成合力，才能制造出高晶体管密度、高性能、低功耗的先进制程芯片。

因此，所有高级工艺都很烧钱，但是，并非所有芯片都需要 5nm、3nm 等高级工艺，也并非能这么快的迭代到我们所理解的 3nm 与 2nm，今天的 3nm、2nm，或许更多是一种用来说服消费者为新品买单的营销手段。

从目前来看，所谓 3nm、5nm 或是一个真实的谎言，差距也没有我们想象中的那么大，这其实恰恰能够让我们有更大的信心去追赶最先进的制程工艺。

因此，破除 3nm、5nm 的规格的数字游戏，才能从心理上打破固有认知，并拆掉思维的墙，通过创新的思路与实现方式来达成产品的追赶，这样，或许才能更早的看到曙光。