苹果iPhone12：芯片进步将使智能手机变得更智能

当苹果公司(Apple)发布新款iPhone时，人们期待着它会大肆宣扬这样一个事实：它们是世界上第一款搭载新型芯片的手机。

我们可能会被告知，这将使用户在使用更少的电池电量的情况下，比以前更流畅地编辑4K视频、增强高分辨率照片和玩图形密集型视频游戏。

所涉及的5纳米制程指的是芯片的晶体管已经缩小--微小的开关现在只有25个原子宽--允许再容纳数十亿个原子。

仅仅四年前的旅行，许多业内人士怀疑预付款能否这么快交付。

之所以如此，在很大程度上要归功于一家相对默默无闻的荷兰公司-ASML的独创性。

它开创了一种方法，通过一种名为极紫外(EUV)光刻的工艺将电路图案雕刻到硅上。

它每台机器的成本高达1.23亿美元(9200万英镑)，即使与其他半导体工业工具相比，这个价格也很高。

但它是目前唯一一家生产它们的公司。而且，它们仍然比替代方案更具成本效益，部分原因是缺陷率较低。

Anandtech报道该行业的伊恩·卡特雷斯博士(Dr Ian Cutress)表示，在如此小的规模下，精确度是关键。

他们正在做的事情类似于用纸飞机在火星表面打邮票。

ASML将其技术比作从使用记号笔到精细眼线笔的飞跃。

但它使用的不是墨水，而是它所说的通过令人难以置信的过程产生的微弱光线。

发言人桑德·霍夫曼解释说：“我们拿起一滴熔化的锡，向它发射一束高功率的工业激光器，这基本上会将其蒸发并产生等离子体。”

这一切每秒都会发生50,000次--因此50,000个水滴被击中--这就产生了足够的光线，让我们可以用一系列镜子--世界上最平的镜子--来捕捉。

他补充说，芯片设计的蓝图被编码到光中，通过一个面具，然后用镜头缩小它。

然后，它击中硅片上的光敏涂层，导致芯片的设计被打印出来。

台积电(TSMC)-苹果最新iPhone、iPad和Mac电脑A14的唯一供应商。

三星-该公司正在为Android手机制造新的高通处理器，将于12月正式亮相。

这两家公司分别与英特尔一起持有ASML的股份，英特尔预计也将在2021年开始使用这项技术。

据报道，中国半导体制造国际公司(SMIC)下了订单，但美国政府进行了干预，阻止ASML的机器出口，理由是其输出的产品可能最终会被用于中国军方使用的武器。

中芯国际目前在14 nm芯片技术上落后了几代人，专家表示，它需要一些时间来掌握进入5 nm所需的一切。

但研究公司高德纳(Gartner)的乔恩·埃伦森(Jon Erensen)表示，华为甚至连尝试都被阻止的事实，让华为和北京方面对其芯片行业更广泛的雄心陷入了困境。

纳米是十亿分之一米。这大致相当于人的头发每秒生长的速度。

晶体管过去是根据其栅极部分的宽度来测量的。

但大约十年前，它们设计方式的改变意味着纳米参考不再与单一的几何图形捆绑在一起。

今天，5 nm基准仅仅是一个营销术语，两家使用相同名称的铸造厂可能会提供不同性能的晶体管。

然而，为了帮助人们想象苹果的新晶体管有多小，每平方毫米大约有1.71亿个。

另一家中国科技巨头华为也发现，由于特朗普政府最近的干预，自己无法生产自己的麒麟5 nm芯片设计。

然而，预计该公司不久将披露，它库存了一批台积电(TSMC)生产的智能手机，用于其下一代Mate智能手机，这款手机是在台积电9月份被迫停产之前制造的。

随着芯片的发展，更多过去发送到远程计算机服务器进行处理的任务可以在本地完成。

我们已经看到智能手机变得能够转录语音笔记，并在不需要互联网连接的情况下识别照片中的人。

现在，更复杂的人工智能工作成为可能，有可能帮助智能手机更好地理解周围的世界。

改用较小的晶体管会有所帮助，因为它们比较大的晶体管耗电更少，这意味着它们可以运行得更快。在此基础上，台积电表示，其5 nm芯片在使用相同功率的情况下，比上一代7 nm芯片的速度提高了15%。

但也可以带来更大的收益，因为芯片设计者有空间创造出更特殊的部分，即所谓的加速器。

如果你有明确的工作量--比如图像处理、音频信号处理、视频编码或密码学--涉及的数学就非常明确了，卡特雷斯博士解释道。

您可以设计加速器以尽可能快地完成任务，或者延长设备的电池寿命。

苹果公司已经宣称，其A14芯片完成机器学习任务的速度将比A13快10倍。

当然，消费者对这项改善生活的技术的使用会给人留下更深刻的印象，而不是假设的速度收益。

但在接下来的几年里，5纳米和3纳米技术前景的一些应用应该会在智能手机之外变得显而易见--看起来不太笨重的智能眼镜，两次充电间隔时间更长的智能手表，或许还有负担得起的自动驾驶汽车。