为什么每次铸造厂转移到新的工艺节点时，我们手机爱好者都会发疯?我能想到的最基本的反应是，随着工艺节点的减小，芯片中使用的晶体管的尺寸也会减小。更小的晶体管意味着芯片内可以安装更多的晶体管，从而增加晶体管数量，并且晶体管数量越多，芯片的功能就越强大和/或能效越高。
我们经常使用的一个很好的例子是iPhone。2019年，iPhone11系列采用7纳米A13仿生芯片，包含85亿个晶体管。2020年，iPhone12系列搭载5nmA14Bionic，搭载118亿个晶体管。接下来的一年，iPhone13型号采用了5nmA15Bionic。该芯片带有150亿个晶体管。iPhone14Pro系列采用4nmA16Bionic，包含160亿个晶体管。iPhone15Pro和iPhone15ProMax是目前唯一采用3nm芯片A17Pro的智能手机，其晶体管数量为190亿个。
目前，虽然台积电和三星代工都可以使用其3nm工艺节点生产芯片，但这两家公司在该节点的生产存在差异。台积电(TSMC)依赖FinFET晶体管，而三星代工厂(SamsungFoundry)使用下一代环栅(GAA)晶体管。GAA晶体管使用三个垂直放置的水平纳米片，围绕栅极所有四个侧面的沟道。这减少了漏电流并提高了驱动电流。台积电将加入三星并开始在其2nm工艺节点中使用GAA。
三星代工厂也将于2025年开始量产2nm芯片，据Tom'sHardware报道，预计2027年将转向1.4nm工艺节点。在1.4纳米工艺中，三星预计将添加第四块纳米片，这将增加驱动电流，并通过允许更多电流流过每个晶体管来提高芯片的性能。漏电流进一步减少，使得1.4纳米生产的芯片更加节能。随着对电流控制的增强，1.4纳米制造的晶体管将产生更少的热量，从而提高功率效率。
正如我们所指出的，三星现在通过在3nm工艺节点上使用GAA，领先于台积电。虽然台积电要到2025年进入2nm才会加入这个俱乐部，但英特尔将在2024年以其20A工艺节点击败它，该节点也将使用GAA(称为RibbonFET)。当英特尔和台积电开始使用GAA时，三星将拥有相关经验。
所有三个代工厂还将使用2nm背面供电(英特尔为20A，其版本称为PowerVia)。这将所有电源连接从芯片顶部移动到底部，为硅上方的数据互连提供更多空间，并有助于在芯片底部创建更大的电源连接。这也将导致芯片性能的提高。