手机芯片的尺寸越小越好？如何确定一颗手机芯片呢

手机芯片是IC的一个分类，是一种硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。

手机芯片通常是指应用于手机通讯功能的芯片，包括基带、处理器、协处理器、RF、触摸屏控制器芯片、Memory、无线IC和电源管理IC等。目前主要手机芯片平台有MTK、ADI、TI、AGERE、ST-NXP Wireless、INFINEON、SKYWORKS、SPREADTRUM、Qualcomm等。

芯片大小是由芯片设计师乃至整个芯片设计团队共同沟通确定的，芯片绝对不是你想设计多大就多大，这里涉及到成本和效益等许多方面的问题，一般来说，在同等架构的条件下，芯片设计的越大规格越高，性能也就越强，但是受限于各种条件，芯片绝不能无限制的扩大。

比如一颗PC芯片和手机芯片的设计标准就不一样，一颗英特尔CPU大小在100平方毫米以上是非常正常的，高端的i7和至强处理器达到200多平方毫米也是家常便饭，因为PC的体积较大，散热空间更好，可以把芯片规格做大来提高性能。

而对于手机芯片来说，一颗骁龙或者麒麟处理器只能控制在几十平方毫米以内的面积，因为手机内部的空间寸土寸金，无法承受过大的芯片，如果CPU芯片就占据了三分之一的手机面积，那剩下的电池、各类传感器和摄像头都会受到很大影响，大芯片带来的发热和功耗也会急剧增加，这款手机的续航能力和使用体验也就很差了。芯片大小和采用的生产工艺也是密切相关，工艺越先进，在同等条件下的芯片面积越小，因为生产芯片用的晶圆大小都是差不多的，所以芯片越大成本越高，良品率也会越低。

举例：芯片工艺中的7nm和5nm这两个数值，代表的是芯片晶体管导电沟道的长度，业内称之为“晶体管的栅极宽度”。栅极宽度是芯片电路中最窄的线条，通常情况下，栅极宽度的数值越小，晶体管的尺寸就越小，芯片单位面积所能容纳的晶体管就越多，芯片的性能会随着晶体管数量的增多而变强，功耗也会随着晶体管尺寸的缩小而变小。所以从理论上来说，同一单位面积下，5nm栅极宽度的芯片比7nm栅极宽度的芯片性能更强，功耗更低!

按照芯片制造工艺的技术角度来看，5nm制程工艺已经很接近极限了，但所谓的纳米级芯片制造工艺的数值，并不能真正的代表栅极宽度的数值。拿台积电的7nm工艺为例，N7、N7+、N7P这些，所对应的晶体管密度是存在差距的，N7和N7P的密度为96.5MTr，而N7+的密度为113.9MTr，同为7nm工艺，N7+工艺下的芯片性能就会更强一些。

芯片所说的5nm和7nm这些，在当下只能算是一个名称，各芯片代工商对于芯片工艺的衡量标准不同，所以芯片的性能还是要以芯片的密度为参考标准更准确一些。至于5nm芯片和7nm芯片的差别在哪里，除了工艺的技术难度不同，感知最强的差别就是性能了，拿5nm工艺的苹果A14和7nm工艺的苹果A13为例，A14有118亿个晶体管，A13有85亿个晶体管，A14相较于A13，CPU性能增幅大概16%，GPU性能增幅大概8.3。

虽说A14相较于A13的整体性能提升不大，但上文也说了，5nm工艺现在已经很接近极限了，A14芯片增加了5G基带的使用，对于芯片体积和兼容度要求大大提高，CPU和GPU能够提升到如此已经很难得了。

每当有新的处理器发布时，制造商都要站出来强调，他们的设备搭载的是更小纳米制程工艺芯片，因此他们最新设备相比前一代更强大、更节能。

不过，这种说法有些“反直觉”：处理器确实变小了，但是它们却变得更强大，难道能耗还能降低?我们可能习惯性认为，尺寸更大，意味着更强劲，更强劲自然就需要更多的能耗。这种想法是否准确呢?你可能还不知道不同纳米工艺具体意味着什么，以及它们对你智能手机运行游戏或者电池续航时间有何影响。

为了弄清楚这些问题，首先，就让我们解释一下处理器制程工艺概念吧。

纳米是什么?从本质上讲，一款微处理器也就是由不同材质组成的几个叠层构成。将它们以一种特殊的方式堆积在一起就生成了电子元件，比如晶体管、电阻器和电容器。这些都是我们很难用肉眼看到东西，它们只有在显微镜下才能观察出来。这些微型电子元件躺在方形网格中充当着打开、关闭按钮。电子元件之间的距离就是用纳米来计算。我们都知道，一纳米等于十亿分之一米。电子元件彼此之间的距离越小，我们在芯片中放置的东西就越多。