1 华为Mate40 5nm的芯片麒麟9000, 性能为什么能最强?
昨晚华为一共发布了3款处理器：麒麟9000、麒麟9000E、麒麟990E。麒麟9000取代骁龙865, 登顶安卓处理器排行榜，目前为榜首!
麒麟 9000 芯片，采用 5nm 制程，具有 153 亿个晶体管，拥有 8 核 CPU（1 个 A77 核心 3.13 GHz，3 个 A77 核心 2.54 GHz，4 个 A55 核心 2.05 GHz），24 核 Mali-G78 GPU，2 大核 + 1 小核 NPU，内置巴龙 5000 基带，ISP 6.0 支持 LPDDR4X/5 存储.
1.1 芯片的评测效果如何?
超大规模的GPU带来的就是性能和能效的巨大提升, 麒麟 9000 芯片将GPU规格堆满后, 效比骁龙865+强50%，性能跑分高52%.在 3DMark新出的Wild Life跑分评测中, 麒麟9000跑出了5000分的高分，比3800左右的骁龙865有明显优势，基本持平超频到915Mhz的骁龙865.
2 5nm芯片的研发成本有多高?
2018年台积电CEO魏哲家说，台积电预计在5nm投资了250亿美元. 雷锋网此前报道，为了支撑先进制程，台积电十年内研发人数增加了三倍，2017年研发人员将近6200人，比2008年多了近两倍，这6200人只从事研发，不从事生产。
乔治敦大学沃尔什外交学院安全与新兴技术中心（CSET）的《AI Chips: What They Are and Why They Matter》报告指出，台积电每片5nm晶圆的收费可能约为17000美元，是7nm的近两倍。每片300mm直径的晶圆通常可以制造71.4颗5nm芯片，这让无晶圆芯片公司的制造成本达到每颗238美元（约为1642元）。
并且，随着半导体复杂性的增加，对高端人才的需求也不断增长，这也进一步推高了先进制程芯片的成本。报告中指出，研究人员的有效数，即用半导体研发支出除以高技能研究人员的工资，从1971年到2015年增长了18倍。
换句话说，摩尔定律延续增加大量的投入和人才。
3 硅基芯片突破1nm后, 电子就会失控?
在2016年劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究出了, 世界上最小的晶体管——1纳米栅极长度的二硫化钼（MoS2）晶体管。但是该研究仍处于非常早期的阶段, 它们没有开发出一种可行的方法来批量生产新的1nm晶体管，甚至还没有开发出使用这种晶体管的芯片。
3.1 芯片5nm后存在量子隧穿效应
当硅基芯片在 5nm 后，量子隧穿效应将使得“电子失控”，芯片失效, 存在量子隧穿效应. 工程做到了极限，就要依赖天才物理学家发现新事物来打破。感觉物理领域好久没有那种爆炸性的、石破天惊的进步了。
5nm制程的芯片Fin(材料是Si或SiGe)最顶上的尺寸就有5.5nm左右，3nm制程的芯片Fin最顶上的尺寸有4.5nm左右。决定几纳米制程的并不是X方向的Fin尺寸，而是与之垂直的Y方向的Dummy Poly的尺寸，因为这个方向才是Source/Drain夹着的方向，Source和Drain的距离是看这个方向。为什么叫Dummy Poly是因为它在以后的工艺中不存在，要被掏掉填HKMG与导线Tungsten的。Dummy Poly底部的尺寸决定了能填多少HKMG，HKMG这几站工艺对电性影响很大，也因此Dummy Poly底部的尺寸跟电性有极强的关系。这个尺寸要是太小可能导致HKMG把Gate塞满，导线Tungsten填不进去，这才是未来制程的瓶颈，而不是大家所说的量子效应(还没到那一步)。因此制程越小的时候，就越需要改变HKMG材料，把HKMG改薄让导线塞进去的同时还要保证电性的调控(HKMG的材料/厚度是可以用来调VT的)。N5的Dummy Poly尺寸大约是Poly Pitch的1/3不到，也就是15nm左右。
4 什么是量子隧道效应?
在量子力学里，量子隧穿效应（Quantum tunnelling effect）指的是，像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。在经典力学里，这是不可能发生的，但使用量子力学理论却可以给出合理解释。
量子隧穿效应是太阳核聚变所倚赖的机制。量子隧穿效应限制了太阳燃烧的速率，是太阳聚变循环的瓶颈，因此维持太阳的长久寿命。[2]:625[3]许多现代器件的运作都倚赖这效应，例如，隧道二极管、场致发射、约瑟夫森结、磁隧道结等等。扫描隧道显微镜、原子钟也应用到量子隧穿效应。[2]:257, 260, 437, 454量子隧穿理论也被应用在半导体物理学、超导体物理学等其它领域。
4.1 量子隧道效应的通俗解释
如果将网球投在坚固的墙壁上，它将击中墙壁并弹跳100％。在物理学中，足够强的屏障将阻止任何传入的物体穿过它。但是从量子的角度来看，这并非完全正确。如果用量子粒子代替网球，而用任何量子机械屏障代替实心壁，则粒子在隧道中实际上穿过隧道的可能性很有限，在另一侧被发现。就像将网球扔向墙壁，并且它完全穿过墙壁一样，完全通过了墙壁。
当谈到量子宇宙时，很可能会想到微小的单个粒子，它们相互围绕并相互碰撞。但是，现实的量子本质与直觉相反的方面之一是，这张图片并不能完全解释我们观察到的东西。我们知道，量子粒子的某些属性（例如位置）存在固有的基本不确定性，我们只能使用概率来完全描述它们。
这意味着如果你将一个量子粒子放在任意一个位置，然后问“现在在哪里？”。在以后的某个时间，你不会仅仅通过将其速度乘以经过的时间来找到它。该粒子的量子性质意味着其位置是由波函数定义的，并且不确定。我们只能为你提供找到它的可能性。
这就是量子物理学的这种奇异的物理特性.
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