5nm、3nm？芯片工艺的极限在哪里？制程小的芯片有什么优势

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众所周知，前段时间台积电宣布开始试产5nm芯片了，而在此之前台积电也是全球第一家量产7nm芯片的代工企业。
而另外像格芯目前已明确表示不再研究10nm以下的芯片制造技术，并且这样的芯片代工企业并不只有格芯一家。
那和制程越先进，芯片到底会有什么样的变化？极限又在哪里？为何有些企业不断的在探索芯片制程的极致，比如台积电，有企业却只止步于10nm工艺了？
先说说芯片制程是什么，我们知道芯片是由很多的晶体管组成的，比如麒麟980里面就积成了69亿个晶体管。那么制程多少则是代表晶体管的尺寸，比如麒麟980是7nm工艺，则代表晶体管是7nm长的，制程越先进，晶体管越小。
那么当芯片制程越先进，芯片就会生产以下的变化：
1、当芯片面积大小相同时，制造越先进，芯片中塞进去的晶体管就越多，性能变强。
2、如果在同样数量的晶体管前提下，制程越先进，则芯片面积会变小，能耗变小。
但一般而言，芯片制程越先进时，芯片会朝以上两个方向同时发展，即晶体管数会变多，同时芯片面积也会适当变小一点点，比如麒麟980比麒麟970面积变小，晶体管变多，然后性能变强，能耗变小。
但由于硅是由硅原子组成的，最小的晶体管也至少要比硅原子大吧，目前已知硅原子的直径大约是0.22nm，再考虑到原子之间的距离，理论极限至少是0.5nm，但估计没人谁可以达到。
而要让制程变得更先进，代价非常大，毕竟到纳米级别的晶体管，每精细一点点，需要的投入呈几何倍增长。
当达到10nm级别的制程时，越往下研究，难度越大，门槛越高，投入也越大，所以一些芯片代工厂就放弃了往下钻研了，毕竟目前80%以上的芯片都是10nm及以上工艺制程的。