مقدمه

احتمالاً شما هم در ویدیو ها و مقالات بررسی گوشی های هوشمند با واژه لیتوگرافی روبرو شده اید. این کلمه در واقع یکی از اصلی ترین مشخصه ها در تراشه ها و پردازنده های لوازم الکترونیکی هوشمند است.

برای مثال در گوشی Xiaomi Redmi Note 10 Pro یک تراشه Qualcomm سری SM7150 مدل Snapdragon 732G با لیتوگرافی ۸ نانومتری قرار گرفته است.

اما این عدد بیانگر چیست؟ بزرگ یا کوچک تر شدن آن چه تاثیری بر عملکرد گوشی دارد؟ این ها سوال هایی هستند که در ادامه پاسخ خواهم داد.

لیتوگرافی چیست؟

واژه لیتوگرافی در ادبیات یونانی به معنای سنگ نگاری است. در واقع این کلمه کاربرد ها و مفاهیم زیادی در دنیا دارد. ما در این مقاله قصد بررسی مفهوم لیتوگرافی در تراشه های الکتریکی را داریم.

لیتوگرافی در تراشه ها و پردازنده ها به معنای فرایند تولید و ساخت آن هاست. پس از طراحی جزئیات یک تراشه (برای مثال تراشه یک موبایل هوشمند)، دستگاه های مخصوص تراشه را چاپ و برش می زند.

در چیپ ست موبایل، نظم و شیوه قرار گیری قطعات در کنار هم اهمیت بالایی دارد. این که قطعات با چه فاصله ای از یک دیگر قرار بگیرند. یا هر قطعه ای دقیقاً کجا و در کنار کدام قطعات باشد بهتر است. همه این ها به لیتوگرافی یک تراشه بستگی دارد.

یک تراشه هوشمند باید قابلیت پردازش داشته باشد. پردازش در تراشه ها توسط تعداد بی شماری از ترازیستور ها انجام می شود. درباره اینکه ترازیستور دقیقاً چیست و چگونه کار می کند به زودی یک مقاله کامل خواهیم نوشت.

واحد اندازه گیری لیتوگرافی چیست؟

لیتوگرافی را با اعداد یک رقمی و دو رقمی نشان میدهند. واحد اندازه گیری آن هم "نانومتر" است. نانومتر برابر است با یک عدد واحد ضرب در ۱۰ به توان -۹.

خب معنای دقیق این اعداد چیست؟ قطعات یک تراشه با لیتوگرافی هشت نانو متری در واقع با فصله ای برابر با ۰.۰۰۰۰۰۰۰۰۸ متر در کنار هم قرار گرفته اند! این فاصله واقعا کوچک است. چنین اعدادی را فقط با دستگاه های بسیار دقیق و مخصوص خود میتوان ایجاد کرد.

کوچکتر یا بزرگتر بودن عدد لیتوگرافی چه تاثیری دارد؟

لیتوگرافی هرچقدر کوچک تر باشد بهتر است. در واقع در یک تراشه، قطعات هرچه به هم نزدیک تر و مرتب تر باشند قدرت عملکرد در آن تراشه افزایش پیدا میکند. این از مهم ترین مشخصه ها در طراحی و ساخت یک تراشه الکترونیکی است.

دلایل زیادی بر صحت این گفته دلالت دارد. من در این مقاله مهم ترین ها را نام می برم.

توان مصرفی

از مهم ترین دلایل این موضوع کاهش توان مصرفی تراشه است. یعنی هر چه تراشه کوچک تر و مرتب تر و بهینه سازی شده باشد انرژی کمتری برای انجام امور مصرف می کند. پس بازدهی آن هم افزایش می یابد. در این شرایط اتلاف انرژی و برق هم تا حد زیادی کاهش پیدا می کند.

دما

کمتر بودن لیتوگرافی یک مزیت خیلی مهم دیگر دارد. آن هم کاهش دما است. هرچه فاصله بین قطعات کمتر باشد انرژی مسیر کوتاه تری را در تراشه طی میکند. این باعث کمتر شدن دما ایجاد شده در حین عملکرد می شود.

تعداد ترانزیستور ها

لیتوگرافی مرتب و بهینه شده باعث می شود در یک تراشه از ترازیستور های بیشتر استفاده کنیم. این باعث افزایش بازدهی و عملکرد تراشه می شود. همانطور که گفتیم یک پردازنده از تعداد بی شماری ترازیستور تشکیل می شود. پس تعداد و قدرت ترانزیستور ها در یک تراشه مهم ترین پایه برای عملکرد بهتر یک پردازنده است.

فرکانس پردازش گر

با کاهش اندازه ها در یک تراشه، ظرفیت و سرعت پر شدن و تخلیه شدن ترازیستور ها در لحظه هم کاهش پیدا میکند. بنابراین سرعت و فرکانس پردازش افزایش پیدا میکند. خب این مورد هم از مهم ترین مشخصه های یک پردازنده در یک تراشه است.

قیمت تمام شده و هزینه ساخت!

تا اینجا متوجه شدیم که یک پردازنده چطور میتواند عملکرد کل تراشه را افزایش دهد و لیتوگرافی تراشه چه تاثیر مهمی بر این امر دارد. اما این را هم در نظر بگیرید که هرچه تراشه قدرتمند تر باشد و لیتوگرافی آن کوچگتر باشد در واقع ساخت آن تراشه سخت تر و هزینه بر تر خواهد بود. بنابر این برای مصرف کننده گران تر تمام خواهد شد. شاید این موضوع یکی از دلایل اصلی بزرگ تر و قدرتمند تر شدن روز به روز کشور های سازنده ای همچون چین باشد.

جمع بندی

لیتوگرافی در تمام تراشه های دنیا، از ساده ترین آتاری های بازی گرفته تا پیچیده ترین گوشی های موبایل هوشمند اهمیت بالایی دارد. اما اینکه تا چه حد میتوانید برای یک گوشی هزینه کنید تنها به تراشه و پردازنده تمام نمی شود. یک گوشی قابلیت های دیگری هم دارد که باید به آن توجه کنید. بنابراین برای خرید یک گوشی ابتدا به این فکر کنید که از گوشی دقیقا چه استفاده هایی می کنید. در این مورد با خودتان صادق باشید.

در ادامه برای شما چند ویدیو در مورد لیتوگرافی و نحوه ساخت و چاپ آن را انتخاب کرده ایم. امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد.