半導体の製造プロセスの数値と、それが小さくなった時のメリット、デメリットについて。

CPUが高性能になるほどｎｍ単位の数値が小さくなっているようですが、

小さくすることの、メリット、デメリットを、素人にも分かるように教えて頂けないでしょうか？

No.1 回答者： ashitahatennki 回答日時： 2020/12/14 18:51

メリット　真似されない。

デメリット　　作るのが大変

この回答へのお礼

なるほど。

お礼日時：2020/12/14 19:54

No.2 回答者： sumbody 回答日時： 2020/12/14 19:00

＞メリット

同じ回路なら配線幅が小さいほうが小さく作れる。
ウェハー１枚から取れるチップ数が多くなる。

＞デメリット
歩留まりが落ちる。
そろそろ限界。
半導体の寿命は「半永久的」と思われてたが
あまりに配線幅が小さく電流で配線が振動し破断する。

No.3 回答者： ジャンボマックスmk-2SR 回答日時： 2020/12/14 19:02

メリットは縮小化による部材費の節約、デメリットは0nmにはできない。

※いつか限界が来る

No.4 回答者： 絵の具箱 回答日時： 2020/12/14 19:05

ものすごく簡単に言うと、単位が小さくなる・・・CPUを構成する配線も回路も細く小さくなる・・と、同じチップ面積でもたくさんの線が引けて、たくさんの回路が載せられます。

スマホでもノートPCでも薄くて軽い方がいいですよね。
なんでも大きいより、スリムでコンパクトな製品の方が良くないですか？
チップが小さければ、ICのモールドも小さく仕上げられます。
でも、小さいだけで、その分性能も落ちたらイヤじゃないですか？

小さいけど、細い配線でみっちり回路が組まれていれば、太い線で作られた大きい製品と全く同じ高性能な製品が実現できます。

小さくて高性能なら、限られたスペースで高性能を実現しないといけない分野・・小さい小さい医療器具や衛星や・・軍事？などなど、より高度な機能を搭載できます。

チップも小さくなるから、土台になるウェハの素材の量も減らせるから、製造する法はコスパもよくなるかも

一方、デメリットとしては、小さくなればなるほどの繊細な製品になるので、耐久性や信頼性を維持するのが難しくなります。
ウェハ製造、回路製造ともに、とても高度な技術が要求されます。

歩留まり（作ったものから、使い物にならない不良品を除いたあと、どのくらい良品が残るか）も悪くなります。

そんな感じでしょうか。

この回答へのお礼

素晴らしい。
私のような素人にも、よく分かりました。
素晴らしい回答を有難うございました。

もう一つ、ご存知なら、教えて頂きたいのですが、
３年前のコア７より、今使ってるコアｍの方が性能（体感）は良いのに、
明らかに、高温化は防げています。
プロセスの数値が低くなる方が、熱として逃げるエネルギーのロスって、
減るのでしょうか？

ご存知なら、教えて頂けると有り難いです。

お礼日時：2020/12/14 19:52

No.5 ベストアンサー 回答者： yucco_chan 回答日時： 2020/12/14 20:15

>プロセスの数値が低くなる方が、熱として逃げるエネルギーのロスって、

減るのでしょうか？

CMOS回路の消費電力は、寄生容量の充放電に使われます。
プロセスが進んで、より小さくなると、寄生容量も小さくなるので、
低消費電力のCPUが作れるのです。

で、横（平面）方向の微細化に限界が近づき、縦（奥行き）方向に
進んでいます。
↑ 簡単にデフォルメすると、平屋では限界になったので、
　　2階建ての家を建てようとしている。

この回答へのお礼

有難うございました。
実は質問前に、ネットで検索かけたのですが、
適当な回答が得られなかったので、
ご丁寧な回答を頂けてありがたかったです。

お礼日時：2020/12/14 20:20