芯片制程已经很很难突破，那为什么不能扩大芯片的面积呢？
芯片制程的精进确实到了一个越来越困难的门槛，这让很多人产生了疑问：既然缩小晶体管变得如此艰难，为什么不干脆“反其道而行之”，把芯片做得更大一些，容纳更多的晶体管，或者把功能做得更强大呢？这个想法听起来似乎挺有道理，但实际操作起来，却远非那么简单，甚至可以说，它触及了物理、材料、制造以及经济成本等一系列深刻的限制。
一、 物理原理的“不容情面”：
首先，我们必须承认，微观世界的物理规律对我们来说是既定的。即使我们把芯片做大，也无法改变一些基本原理。
信号延迟与速度极限： 电子信号在导线中传输，虽然速度接近光速，但仍然需要时间。芯片内部的晶体管之间需要通过金属导线连接，当芯片尺寸增大时，信号从一个点传输到另一个点所需的时间就会显著增加。这直接影响了芯片的时钟频率，也就是芯片的处理速度。你可以想象一下，在一栋大楼里，你要从一楼跑到十楼，肯定比在平房里从东头走到西头要慢得多。芯片也是同样的道理，信号传输距离的增加，就是速度的“天花板”。
功耗与散热问题： 晶体管在工作时会消耗能量，并产生热量。虽然更先进的制程在同等性能下功耗更低，但如果你简单地把芯片做大，增加更多的晶体管，总的功耗会急剧上升。而热量也随之增加。芯片的散热是一个巨大的挑战。半导体材料的导热性是有限的，过高的温度会影响晶体管的性能，甚至导致永久性损坏。想象一下，你把一个房间的电器全打开，即使它们都很省电，但总的用电量和产生的热量也会让你难以承受，更别提怎么把这些热量散出去。
良品率与缺陷： 芯片的制造过程是一个极其复杂和精密的工程，涉及数百个步骤，每一步都有可能产生微小的缺陷。当芯片面积增大时，它“触及”到更多制造环节，因此遭遇缺陷的概率也会随之提高。一个微小的尘埃颗粒、一次曝光的轻微偏差，都可能导致一块原本完美的硅片上出现一个或多个无法工作的晶体管。对于一块巨大的芯片来说，出现一个缺陷就可能导致整个芯片报废，这会极大地降低良品率，使得生产成本飙升。
二、 制造工艺的“惯性”与“成本”：
即使我们愿意接受更高的功耗和更慢的速度，制造工艺本身也存在巨大的障碍。
光刻机的限制： 现代芯片制造的核心是光刻技术，它通过光线将电路图案“打印”到硅片上。目前最先进的光刻机（如EUV光刻机）已经达到了令人难以置信的精度，但它们的光刻窗口（一次能曝光的区域）是有限的。要在一块更大的芯片上印制电路，可能需要多次曝光拼接，这不仅增加了工艺的复杂性，也更容易引入对齐误差，降低良品率。想象一下，你用一个非常精密的印章，印一个小图案没问题，但如果你要用它印制一整面墙的壁画，那么每次都要对齐，稍有偏差就会毁掉整体效果。
硅片尺寸的瓶颈： 尽管硅片（wafer）的直径在不断增大（目前主流是12英寸，即300mm），但这已经是目前成熟的半导体工业能够大规模生产的极限。更大的硅片在搬运、清洗、加工过程中更容易发生形变和污染，对设备的要求也更高。
经济效益的考量： 芯片的研发和制造投入是巨大的，动辄数十亿甚至上百亿美元。如果一张硅片上只能生产出非常少数的大尺寸芯片，而这些芯片的良品率又因为面积增大而大幅降低，那么每一颗芯片的生产成本就会高到令人望而却步。即使技术上可行，从商业角度看也是不可行的。
三、 “面积”的另一种解读：
“扩大芯片面积”这个想法，其实也可以从另一个角度来理解：集成更多功能，或者将多个功能独立的芯片“封装”在一起。 事实上，这已经在很大程度上实现了。
片上系统（SoC）的演进： 现代的处理器，如手机里的SoC，已经不再是单一的CPU核心。它们集成了CPU、GPU（图形处理器）、AI加速器、内存控制器、通信模块（如5G基带）等等，将原本分散在不同芯片上的功能集成到了一块“大”的芯片上。这本身就是一种“扩大面积，集成更多功能”的体现，但它仍然受到前面提到的物理和制造的限制。
先进封装技术（Chiplet）： 随着单芯片集成的难度越来越大，业界正在大力发展“Chiplet”（小芯片）技术。这种技术是将一个复杂的功能分解成几个较小的、独立的“小芯片”，然后通过先进的封装技术将它们像拼图一样组合在一起。这样一来，每个小芯片都可以采用最适合其功能和制程的工艺来制造，并且更容易实现高良品率。然后，通过高速的互联技术将这些小芯片连接起来，协同工作，最终实现与一块大型单芯片相当甚至更优越的性能。这可以说是对“扩大芯片面积”的一种“曲线救国”，它绕过了单芯片尺寸带来的诸多限制。
总结来说，为什么不能简单地扩大芯片面积来突破制程的瓶颈？
物理限制： 信号延迟、功耗和散热问题会随着芯片面积的增加而变得更加棘手，限制了芯片的速度和效率。
制造限制： 光刻机的能力、硅片尺寸的极限以及良品率的下降，都使得制造更大面积的芯片变得困难且成本高昂。
经济现实： 巨额的研发和制造成本，加上降低的良品率，会使得大面积芯片的商业化变得不切实际。
因此，芯片产业的发展并非是简单的“变大”，而是沿着更精细、更高效、更集成的方向前进。而先进封装技术（如Chiplet）的兴起，正是应对当前制程挑战、实现性能提升的一种重要策略，它在某种意义上，也是对“扩大芯片功能”的一种更智能、更可行的方式。
一、 物理原理的“不容情面”：
首先，我们必须承认，微观世界的物理规律对我们来说是既定的。即使我们把芯片做大，也无法改变一些基本原理。
信号延迟与速度极限： 电子信号在导线中传输，虽然速度接近光速，但仍然需要时间。芯片内部的晶体管之间需要通过金属导线连接，当芯片尺寸增大时，信号从一个点传输到另一个点所需的时间就会显著增加。这直接影响了芯片的时钟频率，也就是芯片的处理速度。你可以想象一下，在一栋大楼里，你要从一楼跑到十楼，肯定比在平房里从东头走到西头要慢得多。芯片也是同样的道理，信号传输距离的增加，就是速度的“天花板”。
功耗与散热问题： 晶体管在工作时会消耗能量，并产生热量。虽然更先进的制程在同等性能下功耗更低，但如果你简单地把芯片做大，增加更多的晶体管，总的功耗会急剧上升。而热量也随之增加。芯片的散热是一个巨大的挑战。半导体材料的导热性是有限的，过高的温度会影响晶体管的性能，甚至导致永久性损坏。想象一下，你把一个房间的电器全打开，即使它们都很省电，但总的用电量和产生的热量也会让你难以承受，更别提怎么把这些热量散出去。
良品率与缺陷： 芯片的制造过程是一个极其复杂和精密的工程，涉及数百个步骤，每一步都有可能产生微小的缺陷。当芯片面积增大时，它“触及”到更多制造环节，因此遭遇缺陷的概率也会随之提高。一个微小的尘埃颗粒、一次曝光的轻微偏差，都可能导致一块原本完美的硅片上出现一个或多个无法工作的晶体管。对于一块巨大的芯片来说，出现一个缺陷就可能导致整个芯片报废，这会极大地降低良品率，使得生产成本飙升。
二、 制造工艺的“惯性”与“成本”：
即使我们愿意接受更高的功耗和更慢的速度，制造工艺本身也存在巨大的障碍。
光刻机的限制： 现代芯片制造的核心是光刻技术，它通过光线将电路图案“打印”到硅片上。目前最先进的光刻机（如EUV光刻机）已经达到了令人难以置信的精度，但它们的光刻窗口（一次能曝光的区域）是有限的。要在一块更大的芯片上印制电路，可能需要多次曝光拼接，这不仅增加了工艺的复杂性，也更容易引入对齐误差，降低良品率。想象一下，你用一个非常精密的印章，印一个小图案没问题，但如果你要用它印制一整面墙的壁画，那么每次都要对齐，稍有偏差就会毁掉整体效果。
硅片尺寸的瓶颈： 尽管硅片（wafer）的直径在不断增大（目前主流是12英寸，即300mm），但这已经是目前成熟的半导体工业能够大规模生产的极限。更大的硅片在搬运、清洗、加工过程中更容易发生形变和污染，对设备的要求也更高。
经济效益的考量： 芯片的研发和制造投入是巨大的，动辄数十亿甚至上百亿美元。如果一张硅片上只能生产出非常少数的大尺寸芯片，而这些芯片的良品率又因为面积增大而大幅降低，那么每一颗芯片的生产成本就会高到令人望而却步。即使技术上可行，从商业角度看也是不可行的。
三、 “面积”的另一种解读：
“扩大芯片面积”这个想法，其实也可以从另一个角度来理解：集成更多功能，或者将多个功能独立的芯片“封装”在一起。 事实上，这已经在很大程度上实现了。
片上系统（SoC）的演进： 现代的处理器，如手机里的SoC，已经不再是单一的CPU核心。它们集成了CPU、GPU（图形处理器）、AI加速器、内存控制器、通信模块（如5G基带）等等，将原本分散在不同芯片上的功能集成到了一块“大”的芯片上。这本身就是一种“扩大面积，集成更多功能”的体现，但它仍然受到前面提到的物理和制造的限制。
先进封装技术（Chiplet）： 随着单芯片集成的难度越来越大，业界正在大力发展“Chiplet”（小芯片）技术。这种技术是将一个复杂的功能分解成几个较小的、独立的“小芯片”，然后通过先进的封装技术将它们像拼图一样组合在一起。这样一来，每个小芯片都可以采用最适合其功能和制程的工艺来制造，并且更容易实现高良品率。然后，通过高速的互联技术将这些小芯片连接起来，协同工作，最终实现与一块大型单芯片相当甚至更优越的性能。这可以说是对“扩大芯片面积”的一种“曲线救国”，它绕过了单芯片尺寸带来的诸多限制。
总结来说，为什么不能简单地扩大芯片面积来突破制程的瓶颈？
物理限制： 信号延迟、功耗和散热问题会随着芯片面积的增加而变得更加棘手，限制了芯片的速度和效率。
制造限制： 光刻机的能力、硅片尺寸的极限以及良品率的下降，都使得制造更大面积的芯片变得困难且成本高昂。
经济现实： 巨额的研发和制造成本，加上降低的良品率，会使得大面积芯片的商业化变得不切实际。
因此，芯片产业的发展并非是简单的“变大”，而是沿着更精细、更高效、更集成的方向前进。而先进封装技术（如Chiplet）的兴起，正是应对当前制程挑战、实现性能提升的一种重要策略，它在某种意义上，也是对“扩大芯片功能”的一种更智能、更可行的方式。
网友意见
不是这样的，现在的消费电子产品，一个手机就这么大，性能还要求高，那芯片就不能做太大啊，又不是用在军工产品上。
苹果最新的处理器A15 die size 约107mm，换算起来每一片N5的good die 大约425EA。这已经是面积比较大的芯片了。
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