IBM 2nm 芯片弯道超车了吗

　　  2021年5月11日，5月6日晚间IBM首发了2nm工艺芯片，与当前主流的7nm芯片相比，IBM2nm芯片的性能预计提升45%，能耗降低75%。那么IBM首发2nm是否意味着IBM这个蓝色巨人在芯片制造行业站起来了呢？从最近的消息和行业历史上来看明显不是。没有车何谈弯道超车？一般来说，像发布几纳米制造工艺这个事，属于芯片代工行业（或者芯片制造行业）的问题，典型企业比如像英特尔、台积电、三星。IBM发布2nm芯片之后，很多文章将IBM和这些企业做对比，一些人认为IBM发布2nm芯片之后在芯片制造行业弯道超车了。但是IBM和这些企业最大的不同在于，他没有生产先进逻辑制程芯片的晶圆厂。对于芯片制造行业来说，能够量产芯片的晶圆厂就是“车”，IBM没有车如何谈弯道超车？先把技术立在这IBM历史上没少干对于熟悉IBM的人来说，这次IBM发布2nm芯片其实并不意外。比如2017年的时候，IBM展示了首个5nm制程芯片，而台积电的5nm则要等到2019年了。这两条消息放在一起看是不是感觉IBM在芯片制造行业超过台积电了？但其实也跟这次一样，IBM当年发布的也是一个“实验室成果”，并非量产。▲截取自台积电官网另外就像现在比较热门的“碳基芯片”，虽然还是在研究阶段，但很多人觉得国产芯片能在“碳基芯片”这个领域上弯道超车。但熟悉IBM的人也会知道，2011年就有媒体报道称IBM拿出了全球第一个通道长度(栅极长度)不足10nm的碳纳米晶体管。在石墨烯方面，IBM做成了第一个兼容CMOS的石墨烯集成电路(倍频器)，频率最高可达5GHz，而且能够在200℃高温下稳定工作。因此在历史上，IBM很喜欢做确立标准的人，但其它厂商采用不采用就是另一回事了。IBM的“2nm芯片”不是量产任何一种工艺从诞生之日起到最终的商业化都需要漫长的良率爬升过程。而这次发布的2nm芯片来自IBM的半导体技术研究中心。也就是说这次发布的2nm是一个“实验室成果”，而并非一种商业量产。有人可能会觉得“实验室产物”下一步不就能量产了吗？其实并不是，很多实验室产物因为经济或者其它因素的影响，最终搁置而不能走向商业化。很多熟悉电脑的人可能都知道，现在的电脑多是以二进制为基础。可是现在应该很少有人记得苏联的三进制计算机了，这就是一个典型被搁置的研究项目。IBM现在并没有能够生产这样芯片的晶圆厂，因此他需要把技术推给其它厂商，让其它厂商量产2nm芯片。而推给其它厂商带来的问题就是，其它厂商不一定用他的技术。毕竟这些技术不是拿来就能用，而且还需要解决良率问题。所以本次IBM虽然发了一个2nm芯片，但这项技术未来是被采纳为主流技术还是被历史遗忘，都存在可能。IBM的“2nm芯片”是个什么水平咱们再来聊聊这次发布的2nm芯片在业界到底是个什么水平。首先在芯片行业中，如果能在一块指定面积的芯片中塞入更多数量的晶体管，那么它的性能就会更强。现在芯片工艺的发展方向也是这样，通过更先进的工艺把晶体管做小，这样就能在芯片中塞入更多晶体管。所以就产生了一个可以粗略衡量芯片制造工艺的标准，晶体管密度。此次IBM发布的2nm芯片晶体管密度为333MTr，台积电的3nm（N3）大致为291.2MTr，而英特尔的5nm大致在292.2MTr-343.7MTr。因此IBM发布的2nm芯片从晶体管密度上看水平应该与台积电的2nm相当（强于台积电3nm），有可能略逊于英特尔的5nm。