5nm芯片集体翻车，这锅到底谁来背？
2021年，“芯片”大概是科技行业出镜率最高的一个词汇了。受到新冠疫情的影响，全球的芯片供应持续紧张，各种芯片一直处于供不应求的缺货状态。从显卡、CPU、手机芯片乃至汽车芯片都是如此。
不信，科友们可以看一下现在的显卡市场，可谓是一卡难求，加价大几千更是家常便饭。汽车芯片更是缺货到让车企直接减产甚至停产。
手机这边也好不到哪儿去，由于5G基带、NPU等模块都整合进了芯片，这导致手机芯片的集成度越来越高，制造难度也是直线上升。所以今年的旗舰乃至中端手机芯片都纷纷用上了最先进的5nm制程。
而目前能够量产5nm芯片的代工厂只有台积电和三星，其中又以台积电的5nm好一些，三星则次之。根据市场报告显示，台积电2020年独占54%芯片代工市场份额，而三星份额只有17%。
先进归先进，但是全新的5nm制程也带来了一系列问题，比如功耗高、发热量大以及性能提升有限等等。
5nm制程芯片集体翻车
结果就是今年的5nm芯片，实际表现集体翻车。
那么，采用5nm制程的芯片到底翻车有多严重？为何最先进的5nm居然翻车了？
别急，科技君慢慢给你们说。
苹果A14作为业界首款采用5nm工艺的芯片被寄予厚望。苹果号称A14的CPU性能提升40%，图形性能提升30%，这么一看貌似还行，但其实这是和A12对比的结果，并非对比A13！
科技君大概换算了一下，如果对比A13，CPU性能提升约16%，图形性能提升仅约8.3%。
随后外媒9to5Mac报道，部分iPhone 12用户在使用手机时遇到了高耗电问题，待机一夜电量下降20%至40%，无论是在白天还是晚上，无论有没有开启更多的后台程序，结果依旧如此。
此外，爱范儿对搭载A14芯片的iPhone12运行《原神》游戏测试表明，20分钟后，手机背面最高温度达到47℃。科技君也发现，iPhone在运行大型游戏时发热确实比较严重。
总结起来就是一句话：性能提升不大，但是发热耗电可不小。
苹果A14采用的还是相对较好的台积电5nm工艺。而前段时间发布的高通骁龙888采用了三星的5nm工艺，情况则更加糟糕。
从B站UP主极客湾对历代高通骁龙旗舰芯片的评测中可以看出，单核功耗上，骁龙865最低，为2.3瓦，其次是骁龙855的2.4瓦，骁龙888最高，为3.3瓦，也就是说，骁龙888的单核功耗相比前代骁龙865高了整整1瓦。
多核功耗方面，最低的依然是骁龙865，仅为5.9瓦，其次是骁龙855的6.1瓦，骁龙888依然落在最后，功耗高达7.8瓦，为骁龙865的1.32倍。
至于鳍式场效应晶体管FinFET的继任者环绕栅极晶体管（GAAFET）则会在下一代更先进的3nm制程上使用。
坑爹的LPE和成熟的LPP
其实大家不难发现，从14nm开始，制程上每进步一个数量级都要经过2代的更新，即初代的LPE技术和次年更成熟的LPP技术。14nm、10nm、7nm都是如此。通常来说每个工艺节点的初代LPE技术在功耗和发热表现上都比较差，往往要等到更加成熟的LPP技术应用了才能达成所谓的完全体。
关于LPE与LPP技术的区别，有一个鲜活的例子：当年iPhone6s搭载的A9处理器分别交由台积电和三星代工，结果台积电的芯片能效表现明显优于三星的，其原因就是因为在几乎同样的制程上台积电采用了更成熟的LPP技术，而三星则采用早期的LPE技术。
而现在的5nm工艺制程都采用的是LPE技术。
不必吃惊 理性看待翻车
所以，科技君认为关于5nm芯片集体翻车这事儿大家也不用大惊小怪，甚至可以说这就是芯片发展的一个规律。毕竟是第一代的5nm制程，大家理解万岁。
但实话实说，今年的5nm制程确实严重翻车，这点无论如何没得洗。尤其是三星的5nm制程，已经迫使高通不得不把去年的骁龙865拿去旧瓶装新酒弄了个骁龙870出来，这可是之前从来没有过的操作。
科技君倒是觉得今年的骁龙888颇有点当年骁龙810翻车的影子，历史总是惊人的相似，希望明年的5nm制程能发挥出应有的水准。
最后，关于5nm芯片集体翻车这事儿科友们是怎么看的呢？
参考文献：
《数字集成电路漏电流功耗估计技术研究》，作者/李鹏
《CMOS晶体管漏电流分析》，作者/王旭