消费级芯片5nm,车规级芯片40nm,宇航级芯片130nm
近日 , 有媒体报道称 , NASA毅力号(Perseverance)使用的芯片为RAD750 , 是1998年推出的芯片 , 单核233MHz频率 , 基于32位架构 , 只有600万个晶体管 。 这种芯片在消费级产品上 , 早已淘汰了N年 , 却用到了火星探测器上面去了 。
【消费级芯片5nm,车规级芯片40nm,宇航级芯片130nm】事实上 , 基于这颗芯片 , 我们会发现一个有趣的问题 , 那就是消费级芯片已经达到了5nm , 车规级芯片还停留在40nm , 而宇航级芯片却还停留在130nm甚至更成熟 。
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举个例子 , 现在的iPhone12、小米11、华为MateX2上使用的芯片都是5nm的芯片 , 代表着当前芯片的最高工艺水准了 。
但似乎比手机更重要的汽车芯片 , 也就是车规级芯片 , 大多数真的还在使用40nm , 甚至更成熟的芯片 , 一点都不急于进入5nm 。
而很多火箭上使用的核心芯片 , 还是基于130nm甚至更成熟的工艺 , 比如250nm等 , 让人有点想不通 。
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为什么消费级芯片执着的追求先进工艺?看起来越重要的产品 , 对芯片的工艺要求越低 , 反正在使用相当相当落后的芯片?
因为消费级芯片更新换代快 , 一台手机也就3年左右的寿命 , 同时需求大 , 对成本的要求比较高 , 先进工艺能够降低成本 , 减少面积 。
加上是消费级的 , 所以对极限条件要求不高 , 工作温度一般是0-125度 , 寿命一般是10年 , 在不良率上 , 更是达到万分之二以内就行了 , 并且由于一旦真的芯片坏了 , 也不会有致命的影响 , 所以安全要求没那么高 。
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但车规级芯片不一样 , 要求工作的温度是-40度到+175度 , 而使用寿命要求是20年以上 , 而在制造中 , 不良率要控制在百万分之一之内 , 毕竟车用芯片一旦出问题 , 是“车毁人亡”的严重后果 , 所以不追求先进性 , 追求稳定性 。
至于宇航级芯片 , 用在火箭等上面 , 要求的就更加不一样了 , 越是复杂先进的芯片 , 越容易坏 , 越简单越耐用 , 且宇航级芯片最重要的是防辐射 , 在极限温度下工作正常 , 毕竟在太空中的辐射非常严重 , 且温差特别大 。
比如上面提到的那颗RAD750 , 可承受20万至100万拉德的辐射 , 并且能够承受-55至+200摄氏度的温度 。
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除此之外 , 宇航级芯片的不良率 , 要达到亿分之一以内 , 火箭的芯片一旦出问题 , 那就是原地爆炸的事情 。 并且现在这种火箭之类的芯片 , 都是采用多颗冗余设计 , 以免某一颗出问题 。
可见 , 并不是所有的芯片都是越先进越好 , 原则是够用就好 , 不同的产品对芯片的要求不一样 。
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