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  • 三星Foundry推出14nm工藝芯片：采用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)

    作為晶圓代工廠的龍頭老大，臺積電已經(jīng)實現(xiàn)5nm工藝量產(chǎn)，并且獨家拿下蘋果A14處理器的訂單。隨著三星不斷發(fā)展的晶圓代工業(yè)務(wù)，以及工藝制程上的追趕，即使三星在市場份額與臺積電還無法相提并論，但是不可否認(rèn)的是，兩者間的技術(shù)差距在逐漸減小。 在2020世界人工智能大會期間的“萬物智聯(lián)·芯火燎原”人工智能芯片創(chuàng)新主題論壇上，三星電子高級副總裁Moonsoo Kang介紹了三星Foundry是如何通過提供最佳的Silicon(硅)解決方案來幫助AI芯片實現(xiàn)的。同時，他也介紹了三星Foundry在晶圓代工領(lǐng)域的概況及最新的進(jìn)展。 Moonsoo Kang是Samsung Foundry市場戰(zhàn)略團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)與工藝技術(shù)、設(shè)計IP和封裝解決方案有關(guān)的Samsung Foundry的戰(zhàn)略規(guī)劃和路線圖 眾所周知，近年來人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，而對于人工智能來說，算力是極為重要的關(guān)鍵因素之一。而對于人工智能計算來說，最開始的載體是通用型CPU，因為其相對于AI計算來說，非常的靈活。但是隨著AI對于算力要求的越來越高，GPU開始成為了AI訓(xùn)練的首選計算架構(gòu)，因為其相比CPU來說，更加的高效。而現(xiàn)在，相比GPU更加高效的定制型AI芯片開始逐漸成為了AI計算架構(gòu)的首選。 目前，CPU仍占據(jù)當(dāng)今數(shù)據(jù)中心AI推理(Inference)應(yīng)用市場的主導(dǎo)地位，同時在數(shù)據(jù)中心AI訓(xùn)練應(yīng)用市場，GPU則占據(jù)著主導(dǎo)地位。但是，根據(jù)研究機構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計到到2025年，定制型AI芯片將占據(jù)數(shù)據(jù)中心AI推理應(yīng)用市場40%的份額，在數(shù)據(jù)中心AI訓(xùn)練應(yīng)用市場，AI芯片的份額將達(dá)到50%。 在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域，我們可以看到的另一個趨勢則是，高端制程的邏輯工藝變得越來越昂貴，先進(jìn)工藝的硅片制造成本越來越高，這也使得先進(jìn)技術(shù)節(jié)點的芯片設(shè)計成本也隨之迅速增加。此外，并非采用先進(jìn)的工藝，所有SoC內(nèi)部的模塊都能以相同的方式體驗高級技術(shù)節(jié)點的好處?；诖?，將傳統(tǒng)的SoC芯片分解成分為多個小芯片(Chiplet)，每個小芯片可以根據(jù)不同的需求選擇不同的制程工藝，然后通過先進(jìn)的封裝技術(shù)將其封裝在一起，這將使得芯片變得更加的高效和經(jīng)濟(jì)。 基于這兩大趨勢，Samsung Foundry也針對性的提供了相應(yīng)的工藝、IP和封裝技術(shù)來助力AI行業(yè)。 Moonsoo Kang首先介紹了Samsung Foundry在開發(fā)硅片先進(jìn)制程技術(shù)方面的歷史。比如，在行業(yè)中率先在32/28nm工藝上引進(jìn)了High-K金屬柵極技術(shù);隨后又在Foundry行業(yè)中領(lǐng)先推出第一款采用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)的14nm工藝芯片;第一款基于EUV光罩技術(shù)的量產(chǎn)7nm芯片;三星還全球率先在3nm技術(shù)中引入全環(huán)柵極晶體管技術(shù)(Gate-all-around transistor，簡稱GAA)。 Moonsoo Kang表示，硅晶體管多年其就已從平面(Planar)演變到立體的FinFET，來實現(xiàn)更好的面積和電壓減縮，現(xiàn)在為了進(jìn)一步改善并克服FinFET的短通道效應(yīng)，Samsung Foundry引入了全環(huán)柵極的新型晶體管架構(gòu)(GAA)，借助這項新技術(shù)，可以進(jìn)一步降低晶體管的工作電壓，從而實現(xiàn)更節(jié)能的計算，這對于AI應(yīng)用至關(guān)重要。同樣，對于GAA器件，器件寬度會隨著納米片(Nano sheet)通道的垂直堆疊的增加而增加，因此可以實現(xiàn)性能提升的同時，而不會造成面積損失。這項技術(shù)可較小的硅片面積中實現(xiàn)更低的能耗和更多的計算能力，作為差別化的技術(shù)開發(fā)。 根據(jù)三星此前公布的數(shù)據(jù)顯示，三星電子已經(jīng)成功攻克了3nm和1nm工藝所使用的GAA工藝技術(shù)，其將在2021年推出基于3nm GAA工藝，相比現(xiàn)有的7nm工藝來說，可實現(xiàn)芯片面積減少45%，功耗降低50%或性能提高35%，預(yù)計將于2022年開啟大規(guī)模量產(chǎn)。 此外，三星還擁有特殊工藝技術(shù)來提供差別化的解決方案。比如開發(fā)了28nm FD-SOI工藝，并提供了嵌入式非易失性存儲器解決方案，包括eFlash和eMRAM。并且三星還正在18nm節(jié)點上開發(fā)第二代FD-SOI技術(shù)。此外，三星還在FD-SOI工藝上提供eNVM解決方案，以實現(xiàn)最終的低功耗應(yīng)用。 “我們的FD-SOI技術(shù)為節(jié)能解決方案提供了平臺，并且，借助嵌入式非易失性存儲器(如eFlash和eMRAM)，有可能實現(xiàn)模擬類型的內(nèi)存計算，與傳統(tǒng)的基于數(shù)字邏輯的計算架構(gòu)相比，其功耗更低、面積更小、處理速度更快。”Moonsoo Kang介紹到。 但是，僅僅依靠先進(jìn)的靠硅制程技術(shù)并不一定能提供出色的芯片，要制造出具有競爭力的芯片，還需要其他優(yōu)秀的設(shè)計IP組合。 對此，Samsung Foundry提供了全套的設(shè)計IP來支持AI和HPC應(yīng)用以及移動應(yīng)用，比如，各種內(nèi)存接口IP(例如HBM2/2e，GDDR6，DDR5/4和LPDDR5/4)、最高速度可達(dá)112G的Serdes IP、高速接口(例如PCIe，MIPI和USB)、Die-to-die接口串行和并行類型。 Moonsoo Kang表示，這些IP并非都是由我們的IP合作伙伴或Samsung Foundry內(nèi)部開發(fā)，并經(jīng)過所有測試和硅驗證的。 此外，封裝技術(shù)也是Samsung Foundry的技術(shù)解決方案的一部分。正如前面提到的，隨著異構(gòu)整合、Chiplet的發(fā)展，先進(jìn)封裝技術(shù)正成為推動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。Samsung Foundry提供并繼續(xù)開發(fā)各種針對AI產(chǎn)品優(yōu)化的封裝解決方案。 比如，可提供使用硅片和RDL中介層(interposer)連接邏輯和高帶寬存儲器，或邏輯和邏輯芯片的2.5D水平方向集成解決方案。該2.5D集成解決方案可從4個HBM集成進(jìn)一步擴展到6和多于8個HBM集成。此外，Samsung Foundry還提供3D-TSV芯片堆疊集成解決方案，其中一個芯片位于另一個芯片的頂部，以實現(xiàn)極高的帶寬。隨著焊盤間距小至10um，3D集成解決方案將進(jìn)一步擴展到晶圓對晶圓鍵合和芯片對晶圓技術(shù)。 對于AI芯片來說，性能尤為重要，但是功耗也是一個關(guān)鍵，尤其是對于耗電量巨大的數(shù)據(jù)中心類型的AI芯片而言。因此需要提供優(yōu)秀的電源完整性(PI)解決方案。 隨著計算能力的提高，開關(guān)噪聲或功率紋波成為關(guān)鍵問題，作為一種解決方案，晶體管附近的高密度硅電容器可以減少電源噪聲并提高PI。Samsung Foundry提供了各種電容器解決方案來幫助增強PI，具有高電容密度的集成堆棧電容器(Integrated Stack Capacitor)可以集成在硅片中介層內(nèi)部或作為分立芯片。集成的堆棧電容器可以顯著改善輸電網(wǎng)絡(luò)的峰值阻抗和電壓降(如下圖片所示)。還提Samsung Foundry供MIM(金屬絕緣體金屬)電容器和EPS(嵌入式無源基板)，以進(jìn)一步增強電源完整性。 以上，我們介紹了Samsung Foundry的硅工藝技術(shù)，設(shè)計IP和封裝技術(shù)，但是，這些技術(shù)組件不只是作為離散組件提供，它們是一個完整且客戶友好的生態(tài)系統(tǒng)，簡稱為SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)，可提供“一站式”解決方案。 Moonsoo Kang表示，百度的昆侖AI芯片就是采用了三星SAFE平臺，成功開發(fā)了出了同類最佳的AI芯片，該產(chǎn)品采用了Samsung Foundry的14nm邏輯工藝，SAFE可靠的IP解決方案和設(shè)計方法和HBM一起構(gòu)建在2.5D硅片中介層PKG。 根據(jù)此前的資料顯示，百度昆侖AI芯片基于三星14nm工藝，支持PCIE 4.0*8，內(nèi)建HBM內(nèi)存、512GB/s內(nèi)存帶寬，性能高達(dá)260TOPS，功耗僅150W。 去年下半年百度昆侖AI芯片就已成功流片，目前已經(jīng)成功量產(chǎn)，并應(yīng)用于百度的智能云業(yè)務(wù)。

    半導(dǎo)體 晶體結(jié)構(gòu) 晶圓代工 臺積電

  • 濟(jì)南量子技術(shù)研究院：國際首個集成化量子頻率轉(zhuǎn)換芯片研制成功

    近日，濟(jì)南量子技術(shù)研究院與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合作，成功研制出國際首個集成化的多通道量子頻率轉(zhuǎn)換芯片。 該芯片基于逆向質(zhì)子交換的周期性極化鈮酸鋰波導(dǎo)(PPLN)，實現(xiàn)了多通道光子非線性頻率轉(zhuǎn)換，且頻率轉(zhuǎn)換過程中保持光子的量子特性不變。 該成果由量子探測與波導(dǎo)器件實驗室張強教授、謝秀平高工、鄭名揚副研究員等人合作完成，論文發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Physical Review Applied》上。 近年來，在量子信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其是單光子成像與遠(yuǎn)距離量子存儲器方面，亟需多通道量子頻率轉(zhuǎn)換芯片。為滿足研究與應(yīng)用的需要，濟(jì)南量子技術(shù)研究院開創(chuàng)性的研制了多通道量子頻率轉(zhuǎn)換芯片。 該芯片由34通道波導(dǎo)及34通道的光纖陣列進(jìn)行雙端耦合封裝而成，芯片設(shè)計用于1550nm波段單光子信號和1950nm波段泵浦光進(jìn)行非線性和頻。 實驗表明，各通道的1550nm信號光平均轉(zhuǎn)化效率為60%，可媲美于商用單通道PPLN波導(dǎo)芯片。 同時，研究團(tuán)隊利用該芯片研制了陣列式上轉(zhuǎn)換單光子探測器，達(dá)到了各通道平均探測效率23.2%、平均暗計數(shù)557cps，及相鄰?fù)ǖ篱g隔離度大于71dB的指標(biāo)。該陣列式探測器在高速量子密鑰分發(fā)、深空激光通信、單光子成像及激光雷達(dá)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 此外，研究人員利用該量子頻率轉(zhuǎn)換芯片成功實現(xiàn)了多通道的差頻轉(zhuǎn)換實驗，實驗表明該集成化芯片將對遠(yuǎn)距離多模量子存儲技術(shù)的發(fā)展起到重要的推動作用。 該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、山東省泰山學(xué)者工程、山東省重點研發(fā)計劃項目、山東省自然科學(xué)基金項目、濟(jì)南高新區(qū)管委會的資助。

    半導(dǎo)體 芯片 量子技術(shù) 濟(jì)南

  • 軟銀出售ARM，對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有何影響？

    科技界發(fā)生了一件大事兒并迅速的登上了各主流媒體的科技頭條。美國著名的圖形處理芯片(GPU)公司Nvidia宣布以400億美金的估值收購世界上著名的芯片技術(shù)公司Arm。 半導(dǎo)體行業(yè)中有史以來最大的一筆交易成功一個半導(dǎo)體芯片的巨無霸就此產(chǎn)生!這將對整個IT行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響，同時此事也將對中國科技業(yè)產(chǎn)生巨大的潛在影響。 1、軟銀為何要出售ARM 軟銀最近幾年對外擴張的很厲害，投資參與到全球各種業(yè)務(wù)中，但結(jié)果很不順，再加上今年新冠疫情全球爆發(fā)，導(dǎo)致軟銀投資的大量公司關(guān)門倒閉。 旗下投資的88家公司中有15家維持不下去要關(guān)門，這里面不乏一些知名公司，比如美國的WeWork和衛(wèi)星運營商OneWeb，剩下部分原本準(zhǔn)備IPO上市的公司，也由于疫情關(guān)系沒法持續(xù)推動，本該產(chǎn)生的巨大回報也落空了。 根據(jù)軟銀自身公布的數(shù)據(jù)，2019年總計虧損125億美元，僅一年就虧損如此天量資金對軟銀的資金鏈帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響，況且目前新冠疫情還在持續(xù)中，未來不排除有更多公司關(guān)門，這必然對軟銀帶來更大的危機。 這時候，出售ARM對軟銀就是一步不錯的棋子，以ARM近似統(tǒng)治移動端的地位，足以賣一個好價，你看NVIDIA就直接出了400億。這不僅能填補軟銀的緊張的資金鏈，還能有不少盈余。 2、對全球芯片產(chǎn)業(yè)的影響 NVIDIA本身是一家芯片公司，一旦收入ARM之后自身實力將大大得到加強。 很多網(wǎng)友可能認(rèn)為NVIDIA僅僅是一家圖形處理器廠商，但事實上人家不僅做GPU出顯卡，還研發(fā)人工智能芯片(NVIDIA)、云服務(wù)器芯片。此外，NVIDIA很久前就對移動端垂涎三尺，當(dāng)年也曾推出過手機芯片，只是基帶上不行不得不退出。 NVIDIA收購ARM后就能充分整合資源，利用ARM在移動端上的優(yōu)勢來為自己的相關(guān)業(yè)務(wù)服務(wù)。如果走的順利，將對整個芯片產(chǎn)生以及半導(dǎo)體上下游廠商產(chǎn)生巨大影響。 就拿服務(wù)器市場來說，現(xiàn)在主要以Intel的x86架構(gòu)為主。但現(xiàn)有基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片性能不低，足以和Intel相媲美，如果NVIDIA將自己的AI芯片整合到云服務(wù)器芯片中推出新產(chǎn)品，那就有可能從Intel手中搶到足夠的份額。 3、對我國帶來巨大不利 這件收購案對我國將會帶來巨大負(fù)面影響，NVIDIA是實打?qū)嵉拿绹?，只要美國愿意，就可以利用相關(guān)政策來打壓我國芯片廠商，都不需要實施“長臂管轄”，直接要求美企不得和我們進(jìn)行交易就行了，類似前段時間針對微信一樣，可以說打壓手段更加簡單化。 而國內(nèi)現(xiàn)有移動端的芯片廠商都是基于ARM架構(gòu)，不光是海思，還有飛騰、展訊、聯(lián)發(fā)科等等，這些廠商未來的安全性都可能會受到干擾，從而危害到我國整個芯片和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的安全性。 NVIDIA收購ARM意味著美國從此徹底掌握了PC芯片和移動端芯片兩大終端，中國受限制范圍將會擴大。

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  • OPPO新款 Reno4 SE：搭載聯(lián)發(fā)科5G處理器

    近日，根據(jù)多家科技媒體的消息，OPPO一款新機被曝光，型號卻比較罕見，屬于Reno系列的新機型，被官方命名為OPPO Reno4 SE。如今，在華為、小米、OPPO、vivo、三星等智能手機廠商的機型中，SE的后綴往往意味著配置上的降低。就已經(jīng)曝光的OPPO Reno4 SE來說，在價格上應(yīng)該會低于2020年上半年發(fā)布的OPPO Reno 4系列。 根據(jù)曝光的圖片顯示，OPPO Reno4 SE的代言人是王俊凱，標(biāo)語是“超級閃充，超閃光芒”，而這也是OPPO的Reno系列首次發(fā)布SE系列機型，之前都是只有標(biāo)準(zhǔn)版和Pro版。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上的最新爆料信息顯示，OPPO Reno4 SE將搭載聯(lián)發(fā)科5G處理器。 具體來說，2020年9月15日，根據(jù)曝光的圖片顯示，OPPO Reno4 SE的代言人是王俊凱，標(biāo)語是“超級閃充，超閃光芒”。對此，在筆者看來，線下海報的曝光，意味著這款智能手機很可能主打線下智能手機市場。 對于OPPO來說，和vivo手機一樣，都具有數(shù)量龐大的線下門店。在此基礎(chǔ)上，為了吸引線下用戶的關(guān)注，OPPO Reno4 SE的代言人是王俊凱，對于王俊凱來說，無疑是現(xiàn)在的人氣明星，這將給OPPO Reno4 SE這款新機帶來更多的關(guān)注。 在如今的智能手機市場，華為、小米、OPPO、vivo等智能手機廠商都曾邀請人氣明星來代言旗下的新機。凡此種種，都是希望充分發(fā)揮明星的知名度，從而為產(chǎn)品的銷量增長奠定良好的基礎(chǔ)。 根據(jù)入網(wǎng)信息顯示，OPPO Reno4 SE這款智能手機采用了挖孔屏的設(shè)計方案。打孔屏的名字看起來像是在屏幕一角“打孔”的小孔，就像機械打孔機在一張紙上做的那樣。相機模塊位于此處，因此屏幕邊緣不會被凹口觸及。 相比蘋果手機的劉海，以及各種彈出式攝像頭，甚至是衍生出來的滑蓋手機來說，無疑是全面屏手機的一個不錯解決方案。在2020年的智能手機市場，打孔屏的設(shè)計方案成為重要的潮流趨勢，也即華為、小米、OPPO、vivo等智能手機廠商發(fā)布的新機，很多都采用了打孔屏的設(shè)計方案。 在硬件配置上，OPPO Reno4 SE配備了一塊6.43英寸AMOLED挖孔屏，分辨率為2400×1080。 在處理器上，OPPO Reno4 SE這款智能手機CPU主頻為2.0GHz，如無意外就是聯(lián)發(fā)科的天璣800處理器。據(jù)介紹，聯(lián)發(fā)科天璣800采用了4*A76+4*A55的核心組合，最高頻率均達(dá)到了2.0GHz，同時還集成了4個與天璣1000同規(guī)格的G77 GPU(天璣1000為9個); 此外，該芯片還支持支持90Hz刷新率、Full HD+分辨率屏幕。關(guān)于5G方面，聯(lián)發(fā)科天璣800支持G Sub-6GHz頻段、5G SA/NSA雙模組網(wǎng)、2G-5G四代蜂窩連接、動態(tài)頻譜共享(DSS)技術(shù)、VoNR語音服務(wù)。同時，2CC載波聚合技術(shù)也使其信號覆蓋范圍擴大了30%以上。 當(dāng)然，也有爆料信息顯示，OPPO Reno4 SE這款智能手機的處理器是聯(lián)發(fā)科天璣720。不過，在筆者看來，在綜合性能上，聯(lián)發(fā)科天璣720處理器和聯(lián)發(fā)科天璣800處理器基本在同一個水平上。 最后，根據(jù)入網(wǎng)信息顯示，OPPO Reno4 SE這款智能手機的電池額定容量為2100mAh，雙電池設(shè)計，因為采用雙電池設(shè)計，所以這款智能手機的實際電池容量，應(yīng)該是4000mAh以上了。 在其他配置上，OPPO Reno4 SE這款智能手機前置3200萬像素自拍鏡頭，后置4800萬+800萬+200萬像素三攝像頭。 手機重量僅為169g，輕至7.85mm。對于OPPO產(chǎn)品線調(diào)整的消息，OPPO方面回應(yīng)稱，其Reno系列產(chǎn)品接下來會覆蓋更多價位，或?qū)⑼瞥鲋鞔蛐詢r比的低價位產(chǎn)品，其他方面暫無回復(fù)。 此外，OPPO這家智能手機廠商此前已宣布：“Find 主打高端，Reno 主打爆款，A 系列屬于入門精品，K 系列主攻線上”，將其產(chǎn)品線進(jìn)一步精確優(yōu)化。

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  • 半導(dǎo)體工藝（二）

    一、半導(dǎo)體工藝的節(jié)點和發(fā)展 半導(dǎo)體工藝上世紀(jì)末開始飛速發(fā)展，實際上由于集成電路的發(fā)明，集成電路工藝成為半導(dǎo)體工藝的主角。其發(fā)展軌跡也印證了摩爾定律，180nm、130nm、90nm、65nm、40nm、28nm、16nm等一路發(fā)展，將其稱為技術(shù)節(jié)點，是ITRS(國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖)根據(jù)工藝技術(shù)的發(fā)展制定的，2010年開始提出“等效擴展”(而不是幾何擴展)。 1、技術(shù)節(jié)點的含義： 簡單地說，在早期的時候，可以姑且認(rèn)為是相當(dāng)于晶體管的尺寸(如圖一)。這個溝道的長度，和前面說的晶體管的尺寸，大體上可以認(rèn)為是一致的。但是二者是有區(qū)別的，溝道長度是一個晶體管物理的概念。后期(見圖一)用于技術(shù)節(jié)點的那個尺寸，是制造工藝的概念，二者相關(guān)，但是不相等。 主要半導(dǎo)體工藝節(jié)點你會發(fā)現(xiàn)是一個大約為0.7為比的等比數(shù)列，等效面積減半。當(dāng)然，前面說過，在現(xiàn)在，這只是一個命名的習(xí)慣，跟實際尺寸已經(jīng)有差距了。 2、工藝節(jié)點的影響(集成度、頻率、功耗等) 理論上這個尺寸代表了工藝的先進(jìn)程度包括性能： 首先因為晶體管尺寸越小，速度就越快(圖二2004年前)。因為晶體管(在開關(guān)電路中一般是指絕緣柵場效應(yīng)管)的作用，簡單地說，是把電子從一端(S)，通過一段溝道，送到另一端(D)，這個過程完成了之后，信息的傳遞就完成了。因為電子的速度是有限的，在現(xiàn)代晶體管中，一般都是以飽和速度運行的，所以需要的時間基本就由這個溝道的長度來決定。越短，就越快。 其次尺寸縮小之后，集成度(單位面積的晶體管數(shù)量)提升，這有多個好處，一來可以增加芯片的功能，二來更重要的是，根據(jù)摩爾定律，集成度提升的直接結(jié)果是成本的下降。這也是為什么半導(dǎo)體行業(yè)50年來如一日地追求摩爾定律的原因，因為如果達(dá)不到這個標(biāo)準(zhǔn)，你家的產(chǎn)品成本就會高于能達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)的對手，你家就倒閉了。 再有晶體管縮小可以降低單個晶體管的功耗，根據(jù)經(jīng)典的模型(IBM提出的Dennard Scaling)下同電場、面積越小需要的電壓越低，因為縮小的規(guī)則要求，同時會降低整體芯片的供電電壓，進(jìn)而降低功耗。不過單位面積功耗通常是不會明顯下降的，達(dá)到一定程度會導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。 有個流行的傳說：在2000左右的時候，人們已經(jīng)預(yù)測，根據(jù)摩爾定律的發(fā)展，如果沒有什么技術(shù)進(jìn)步的話，晶體管縮小到2010左右時，其功耗密度可以達(dá)到火箭發(fā)動機的水平，這樣的芯片當(dāng)然是不可能正常工作的。不過這是按照當(dāng)時工藝技術(shù)水平估計的，后來采取很多辦法緩解了這個過程。 不過業(yè)界現(xiàn)在也沒有找到真正徹底解決晶體管功耗問題的方案，實際的做法是一方面降低電壓(功耗與電壓的平方成正比)，一方面不再追求時鐘頻率。因此在上圖中，2005年以后，CPU頻率不再增長，性能的提升主要依靠多核架構(gòu)。這個被稱作“功耗墻”(不同于電子產(chǎn)品中人為設(shè)定的功耗墻)。 二、技術(shù)瓶頸和突破 既然提高技術(shù)節(jié)點(縮小 工藝)，能夠降低成本、提高性能和功能、降低功耗，所以工藝技術(shù)一段時間迅猛進(jìn)步，不過很快就遇到問題。問題歸納起來很簡單，再縮小難度太大成本太高甚至沒辦法，而且性能沒法提高甚至?xí)陆?，還有前面提高的單位面積功耗也是一個問題。 想說說晶體管結(jié)構(gòu)，這是一個最基本的絕緣柵場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，是構(gòu)成開關(guān)電路最基本的單元。實際的結(jié)構(gòu)可能有出入，但原理不變。 Gate是柵極，可以通俗地看作控制極，Source是源極，Drain是漏極，顧名思義就是通過柵極的電壓控制源極到漏極的電流，Oxide是絕緣層(通常是直接生成的二氧化硅)，說明是靠電場(和電壓成比例)而不是電流控制。 數(shù)字集成電路中大部分是這樣的開關(guān)，開關(guān)的特性如圖四。虛線為理想狀態(tài)，實際上不可能，藍(lán)色和紅色代表實際情況，藍(lán)色為好的狀態(tài)、紅色較差。 1、繼續(xù)縮小工藝的問題 (1)第一個問題是經(jīng)典模型。 經(jīng)典物理模型是基于宏觀尺度，而原子尺度的計量單位是安，為0.1nm。 10nm的溝道長度，也就只有不到100個硅原子而已。晶體管本來的物理模型這樣的：用量子力學(xué)的能帶論計算電子的分布，但是用經(jīng)典的電流理論計算電子的輸運。電子在分布確定之后，仍然被當(dāng)作一個粒子來對待，而不是考慮它的量子效應(yīng)。因為尺寸大，所以不需要。但是越小，就越不行了，就需要考慮各種復(fù)雜的物理效應(yīng)，晶體管的電場模型也不再適用。 (2)第二個問題是出現(xiàn)了短溝道效應(yīng)。 晶體管性能依賴的一點是，必須要打得開，也要關(guān)得緊。短溝道器件，打得開沒問題，但是關(guān)不緊，原因就是尺寸太小，內(nèi)部有很多電場上的互相干擾，以前都是可以忽略不計的，現(xiàn)在則會導(dǎo)致柵端的電場不能夠發(fā)揮全部的作用，因此關(guān)不緊。關(guān)不緊的后果就是有漏電流，簡單地說就是不需要、浪費的電流。目前，集成電路中的這部分漏電流導(dǎo)致的能耗，已經(jīng)占到了總能耗的接近半數(shù)，所以也是目前晶體管設(shè)計和電路設(shè)計的一個最主要的目標(biāo)。 (3)第三問題是，二氧化硅早期是一個絕妙的絕緣層，概括就是方便有效。 在尺寸縮小到一定限度時，也出現(xiàn)了問題。別忘了縮小的過程中，電場強度是保持不變的，在這樣的情況下，從能帶的角度看，因為電子的波動性，如果絕緣層很窄很窄的話，那么有一定的幾率電子會發(fā)生隧穿效應(yīng)而越過絕緣層的能帶勢壘，產(chǎn)生漏電流。 可以想象為穿過一堵比自己高的墻。這個電流的大小和絕緣層的厚度，以及絕緣層的“勢壘高度”，成負(fù)相關(guān)。因此厚度越小，勢壘越低，這個漏電流越大，對晶體管越不利。而且絕緣柵場效應(yīng)管的開關(guān)性能、工作電流等等，都需要擁有一個很大的絕緣層電容。 實際上，如果這個電容無限大的話，那么開關(guān)特性，電流就會接近理想化。這個電容等于介電常數(shù)除以絕緣層的厚度。顯然，厚度越小，面積越大，介電常數(shù)越大，電容就越大，對晶體管越有利。絕緣層的厚度要不要繼續(xù)縮小。實際上在這個節(jié)點之前，二氧化硅已經(jīng)縮小到了不到兩個納米的厚度，也就是十幾個原子層的厚度，漏電流的問題已經(jīng)取代了性能的問題，成為頭號大敵。 (4)最后一個關(guān)鍵問題是常規(guī)工藝做不出來或者能做出來但代價很大。 決定制造工藝的最小尺寸的東西，叫做光刻機。它的功能是，把預(yù)先印制好的電路設(shè)計，像洗照片一樣洗到晶片表面上去，在我看來就是一種bug級的存在，因為吞吐率非常地高。否則那么復(fù)雜的集成電路，如何才能制造出來呢?2004年intel的處理器需要30多還是40多張不同的設(shè)計模板，先后不斷地曝光，才能完成整個處理器的設(shè)計的印制。 所有用光的東西，都存在衍射。光刻機不例外。因為這個問題的制約，任何一臺光刻機所能刻制的最小尺寸，基本上與它所用的光源的波長成正比。波長越小，尺寸也就越小，這個道理是很簡單的。目前的主流生產(chǎn)工藝采用荷蘭ASML(艾斯摩爾)生產(chǎn)的步進(jìn)式光刻機，所使用的光源是193nm的特種(ArF)分子振蕩器產(chǎn)生的，被用于最精細(xì)的尺寸的光刻步驟。相比目前量產(chǎn)的晶體管尺寸一般是20nm (14nm node)，已經(jīng)有了10倍以上的物理尺寸差距，可想而知工藝的難度。 2、推進(jìn)技術(shù)節(jié)點的奇思妙想 上面談到了半導(dǎo)體工藝發(fā)展到2000左右，開始遇到一系列新問題，腳步開始放慢。但人類區(qū)別于動物的就是大腦發(fā)達(dá)，而科學(xué)家工程師區(qū)別于普通人是更會利用大腦解決問題。當(dāng)然，這需要大量的實驗、資金還有必不可少的運氣。 (1)IBM的SOI(絕緣硅工藝) 之前的晶體管下面都有一個非常大的硅基底，叫做耗盡層，并非主要的工作區(qū)域(溝道)，僅做為吸收平衡電荷用，但這部分會產(chǎn)生漏電流。IBM的工程師(具體我也不知道是誰)把這部分硅直接拿掉，換成絕緣層，絕緣層下面才是剩下的硅，這樣溝道就和耗盡層分開了，因為電子來源于兩極，但是兩極和耗盡層之間，被絕緣層隔開了，這樣除了溝道之外，就避免額外漏電，同時也減少了工作區(qū)域尺寸，一舉多得。250納米之后長期使用，這種工藝一直使用到今天(主要是一些相對較老的工藝)。當(dāng)然，intel等在此思路基礎(chǔ)上發(fā)展的改進(jìn)型high-k絕緣層/金屬柵工藝以及FinFET才是現(xiàn)在的主流工藝。 (2)Ge strained(鍺摻雜改性)溝道 通過在適當(dāng)?shù)牡胤綋诫s一點點的鍺到硅里面去，鍺和硅的晶格常數(shù)不同，因此會導(dǎo)致硅的晶格形狀改變，而根據(jù)能帶論，這個改變可以在溝道的方向上提高電子的遷移率，而遷移率高，就會提高晶體管的工作電流從而提高性能。這種方法對P溝道Mos更有效。intel65納米工藝j就采用了Ge strained。 (3)高K值的絕緣層和金屬柵 前面說到二氧化硅厚底降低到一定程度會生產(chǎn)不可忽視的漏電問題，很直接的想法就是找一種沒有這問題同時介電常數(shù)高(更大的電容意味著更好的開關(guān)特性)的代替材料。經(jīng)過海量的試驗，最后找到一種名為HfO2的材料。這個就叫做high-k，這里的k是相對介電常數(shù)，也就是高介電常數(shù)材料的意思。 但是high-k材料有兩個缺點，一是會降低工作電流，二是會改變晶體管的閾值電壓。原因也找到了都和high-k材料內(nèi)部的偶極子(帶極性和電場)分布有關(guān)。high-k材料的電場會降低溝內(nèi)的道載流子遷移率(影響電流)，并且影響在界面上的電子分布態(tài)勢(影響閾值電壓)，這樣一來就影響開關(guān)特性了。 但是某些金屬(或者合金具體屬于商業(yè)機密)有一個效應(yīng)叫做鏡像電荷，可以中和掉high-k材料的絕緣層里的偶極子電場對溝道和電子分布的影響。這樣一來就兩全其美啦。intel45納米采用了這些技術(shù)各方面有一個明顯的提高，也帶來了巨大的商業(yè)利益，摩爾工藝趨勢又差不多回歸了。 (4)FinFET(英特爾叫做Tri-gate)，三柵極晶體管 傳統(tǒng)的晶體管(圖三)，在尺寸很短的晶體管里面，因為短溝道效應(yīng)，漏電流是比較嚴(yán)重的。而大部分的漏電流，是通過溝道下方的那片區(qū)域流通的。溝道在圖上并沒有標(biāo)出來，是位于氧化絕緣層以下、硅晶圓表面的非常非常薄(一兩個納米)的一個窄窄的薄層。 溝道下方的區(qū)域被稱為耗盡層，就是大部分的藍(lán)色區(qū)域。SOI工藝解決了漏電問題。于是，intel工程師就認(rèn)為，不如把溝道都包上絕緣層，把周圍都做出柵極，電容大大提高，開關(guān)性能進(jìn)一步提高，因此就形成了圖5的結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上就是通過增加?xùn)艠O達(dá)到提高控制能力的結(jié)果。 這是胡正明(華人美國教授)早期提出的三柵極和環(huán)柵晶體管物理理論模型得到了實現(xiàn)。 應(yīng)用于intel22/14納米工藝(應(yīng)該是迄今為止性能最好的工藝)。實際上如圖六，可以看出大面積包裹的金屬柵(Metal gate)。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 晶體管 工藝節(jié)點

  • 半導(dǎo)體工藝（一）

    一、晶體管的發(fā)明和發(fā)展 1947 年12 月23 日，美國貝爾實驗室正式地成功演示了第一個基于鍺半導(dǎo)體的具有放大功能的點接觸式晶體管，標(biāo)志著現(xiàn)代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的誕生和信息時代的開啟。晶體管可以說是20 世紀(jì)最重要的發(fā)明，到今天已經(jīng)超過70 年了。 一開始非常貴，還是美國出于太空競賽的需要，急切需要質(zhì)量更輕的設(shè)備以壓倒蘇聯(lián)推動了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。實際上直到70年代初鍺而不是硅三極管還是主流，開始全面代替之前的真空管(電子管)應(yīng)用在電臺、收音機等。 1958 年9 月12 日，德州儀器的杰克制作了第一個鍺片上的集成電路(圖一)，其中的晶體管和被動元件是用金絲連接起來的。不過實用的集成電路工藝是1959年仙童發(fā)明的，使用了一直到今天的鋁連接工藝。 二、基礎(chǔ)技術(shù)和摩爾定律 1959 年，貝爾實驗室的卡恩(D. Kahng)和艾塔拉(M. Atalla)發(fā)明了金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，這是1925 年李林菲爾德(J. Lilienfeld)提出的場效應(yīng)晶體管概念的具體實現(xiàn)，也是直到今天半導(dǎo)體最基本的單元; 1967 年，卡恩和施敏(S. M. Sze)制作了浮柵型MOSFET，為半導(dǎo)體存儲技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。 1965年還發(fā)生了一件大事，仙童公司的摩爾(G. Moore ，他也是英特爾的創(chuàng)始人之一) 提出了摩爾定律(Moore’s law，圖5)：集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18~24 個月便會增加一倍，性能也將提升一倍(摩爾定律起初說是每年翻一番，十年后改為兩年翻一番)。 三、黃金時代 提到半導(dǎo)體，不得不提仙童公司，1957年8位年輕人離開肖克利半導(dǎo)體實驗室創(chuàng)立的。后來全部因為多種原因離開仙童，這8人成為70年代半導(dǎo)體行業(yè)的基石，成為包括intel和AMD的創(chuàng)始人，也有現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝的開山鼻祖。 推動了半導(dǎo)體的蓬勃發(fā)展，在這之前，半導(dǎo)體主要應(yīng)用于航天航空、軍事用途。隨著EPROM(可編程只讀寄存器)的誕生和集成電路的發(fā)展，個人計算機(PC)順理成章的出現(xiàn)了， 同時半導(dǎo)體也開始大規(guī)模進(jìn)入民用領(lǐng)域，逐漸形成一個規(guī)模龐大影響人類發(fā)展的新興行業(yè)。 順便提一下，我國的半導(dǎo)體起步并不太晚，60年代開始生產(chǎn)晶體管，還可供出口，不過由于多種原因到70年代末工藝技術(shù)水平差距較大，后面幾乎放棄所有的積累，全盤引進(jìn)，但很難掌握到核心技術(shù)，主要轉(zhuǎn)向來錢快的應(yīng)用層面。 現(xiàn)在，只好從頭開始，急起直追。這也是我們這些年科技發(fā)展的通病，很少有真正發(fā)明和創(chuàng)造。 言歸正傳，我們知道計算機出現(xiàn)得比晶體管更早，之前是使用電子管。后來被晶體管取代，不過在70年代之前，計算機的主流是大型機和小型機，分別由IBM和DEC壟斷。 1970年intel推出第一個微處理器4004(2300晶體管)，不過其實幾乎同時德州儀器等也有拿出了同類產(chǎn)品，都是為了軍用研發(fā)，而且德州儀器的產(chǎn)品集成度更高(集成了RAM、ROM、i/o)，類似單片機。 而且當(dāng)時intel主業(yè)是存儲芯片沒完成交易，不過intel因禍得福，推出8008，并基于4004和8008開發(fā)出2款微型計算機(intellec4/8)，配合第一款操作系統(tǒng)(CP/M ),在此基礎(chǔ)上，第一款8位元處理器8080(8008因為引腳少i/o受限)誕生，并推出了第一款真正大規(guī)模個人購買的微型計算機Altair8800(比爾蓋茨專門為其開發(fā)了BASIC)，大大促進(jìn)了個人計算機的發(fā)展。 自此，半導(dǎo)體進(jìn)入了快車道，除早期的altair8800還有TRS 80(使用Z80/ 1975)和大名鼎鼎的蘋果II(摩托羅拉6502 /1976)。而微型計算機的出現(xiàn)，更是推動半導(dǎo)體走向廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 晶體管

  • 禁令全面生效，華為是否留有退路？

    今天美國針對華為的禁令全面生效，意味著在短時間內(nèi)，華為高端芯片的來源被盡數(shù)切斷。因而，對華為來說芯片越來越少，尤其是手機等對芯片要求高的產(chǎn)業(yè)而言，更是陷入危機。 但事實上，華為其實目前早準(zhǔn)備了三條退路，一旦手機銷量下滑，這三條退路將派上大用場，繼續(xù)支撐華為業(yè)務(wù)的大發(fā)展，并且這三條退出對芯片的要求并沒有手機這么高。 第一是鴻蒙及生態(tài)產(chǎn)業(yè)，隨著鴻蒙2.0推出，鴻蒙告別了PPT，正式要在手機上使用了，并且這是款全場景的系統(tǒng)，不僅用于手機，還可以用于電腦、電視、各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上。 按照機構(gòu)的預(yù)計，鴻蒙生態(tài)的總產(chǎn)值未來或有10個華為這么大，當(dāng)然這個總產(chǎn)值不是華為一家公司的，但華為作為鴻蒙生態(tài)的主導(dǎo)者和推動者，市場空間無限。 第二是鯤鵬生態(tài)產(chǎn)業(yè)，其實去年開始，華為就在大力推出鯤鵬生態(tài)，用鯤鵬920芯片、昇騰910等芯片，再加上國產(chǎn)設(shè)備、國產(chǎn)系統(tǒng)，重塑屬于中國自己的IT體系。 鯤鵬生態(tài)依賴于鯤鵬920、昇騰910等芯片，但芯片需求量比較小，以云服務(wù)為基礎(chǔ)，預(yù)計現(xiàn)在的庫存支撐華為幾年的用量都沒有問題，更重要的是，鯤鵬生態(tài)，不僅僅是芯片，而是外圍各種軟件、設(shè)備的結(jié)合。 第三是其它芯片產(chǎn)業(yè)，目前華為在做IC驅(qū)動芯片，還有各種路由器、交換機、光網(wǎng)絡(luò)、WIFI、機頂盒，監(jiān)控芯片等等。這些芯片對制造工藝要求并沒有那么高，不一定需要美國的設(shè)備，所以很多代工企業(yè)是可以不受限的給華為代工的。 而這些產(chǎn)品也能夠支撐起華為眾多的其它業(yè)務(wù)，比如智慧屏、家庭、企業(yè)用產(chǎn)品等等。

    半導(dǎo)體 美國 華為 禁令

  • 英偉達(dá)收購ARM，對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)影響之大

    半導(dǎo)體行業(yè)金額最大的并購交易，終于在 2020 年 9 月 14 日揭開了神秘面紗。英偉達(dá)宣布，將以 400 億美元的價格從軟銀手中收購 Arm。 一石激起千層浪，很多人認(rèn)為這起收購案將影響全球的半導(dǎo)體格局，尤其是在當(dāng)前這種形勢之下，對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說是，真的是影響太大了。 以前ARM是英國的，所以一定程度上，不受美國長臂管制，還能夠?qū)γ绹囊恍┙钫f不。比如之前ARM就一直表示，沒有斷供華為，一直在與華為繼續(xù)合作。 而據(jù)ARM之前的數(shù)據(jù)顯示，目前中國有95%的芯片設(shè)計企業(yè)，采用的是ARM的技術(shù)，有可能是架構(gòu)，也可能是IP核，其中最出名的像華為海思、紫光展銳就是ARM的客戶，采用ARM的技術(shù)來設(shè)計芯片。 而再在當(dāng)ARM被NVIDIA收購之后，ARM就變成了美國公司，那么不僅是華為，還有被列入實體清單的這么多中國企業(yè)，或都得不到ARM的架構(gòu)、IP核的授權(quán)了，這對于中國半導(dǎo)體界而言，絕對是一個大損失。 甚至隨著形勢的緊張，說不定禁令的范圍還會擴大，受到影響的企業(yè)還會更多，導(dǎo)致國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，尤其是IC設(shè)計領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)大地震，也不能說是危言聳聽。 而換一個架構(gòu)，或者IP核，不是一朝一夕的事情，還牽涉到生態(tài)、產(chǎn)業(yè)鏈等等，非常非常難。 當(dāng)然，這起收購并沒有這么容易就成功的，像這種寡頭并購，關(guān)乎全球很多市場的競爭，并購要征得主要市場國家的監(jiān)管部門同意，而且是全部都要同意。 中國作為主要市場國家，一直貢獻(xiàn)了ARM至少20%的收入，中國必須同意才可以完成的，就像之前高通和恩智浦之前總額440億美元收購案一樣，必須得中國點頭同意才行，在目前這種情況之下，變數(shù)還是很大。 事實上，英偉達(dá)和 Arm 在超算領(lǐng)域的合作早已開始。2019 年 8 月，英偉達(dá)宣布其加速計算平臺 CUDA 將支持 Arm架構(gòu)。這意味著，Arm 架構(gòu)的超算在軟件層面獲得了和英特爾 x86 一樣的地位。隨著英偉達(dá)越來越依靠數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，Arm 勢必會在和英特爾和 AMD(同樣基于 x86 架構(gòu))的競爭中發(fā)揮更大作用。 雖然英偉達(dá)不會承認(rèn)，但收購 Arm 事實上相當(dāng)于樹立了更多的競爭對手，不管是端側(cè)芯片廠商蘋果、高通、三星和華為海思，還是云端芯片廠商英特爾和 AMD。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 ARM 英偉達(dá)

  • 美國芯片巨頭出手，芯片行業(yè)迎來大洗牌

    芯片被稱為現(xiàn)代科技皇冠上的明珠，其設(shè)計難度之高、制造工藝之復(fù)雜，一直是眾多國家科技的重中之重。以華為最新芯片麒麟9000為例，采用5nm工藝，指甲蓋大小的芯片里集成了上百億個晶體管，每一個線路都是最先進(jìn)的科技。 按照流程劃分的話，芯片產(chǎn)業(yè)可以分為芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封測三大環(huán)節(jié)，其中最難的部分是芯片制造，芯片設(shè)計次之，芯片封測相對容易。 像高通、博通、蘋果、華為海思、聯(lián)發(fā)科等芯片企業(yè)都是只做芯片設(shè)計，把芯片制造部分交給臺積電、三星電子等代工企業(yè)，不同企業(yè)負(fù)責(zé)自己擅長的事，一起推動著芯片行業(yè)不斷進(jìn)步，從130納米、60納米、45納米一路演進(jìn)到如今的5納米。 目前來講，華為海思是國內(nèi)唯一一家有能力研發(fā)手機芯片的企業(yè)，而且研發(fā)水平已經(jīng)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的5納米制程，但是從2019年5月起，美國連續(xù)三次修改對華為的禁令： 1、禁止華為使用美國的芯片設(shè)計軟件EDA 2、禁止含有美國技術(shù)的代工企業(yè)為華為生產(chǎn)芯片 3、禁止售賣含有美國技術(shù)成分的芯片給華為 不過，華為手里還有一張牌，因為芯片產(chǎn)業(yè)中有一塊地方?jīng)]有被美國完全占領(lǐng)，那就是芯片架構(gòu)，目前全世界超過95%的智能手機和平板電腦都采用英國的ARM架構(gòu)，它通過收取授權(quán)費的方式允許高通、英特爾、蘋果、華為用ARM架構(gòu)設(shè)計芯片。 理論上，即使美國封鎖了EDA軟件，不賣給華為芯片，只要有ARM架構(gòu)可以用，華為還是可以通過國產(chǎn)的EDA軟件來設(shè)計芯片，然后用純國產(chǎn)的芯片制造設(shè)備來生產(chǎn)芯片，這樣就完美地繞過了美國的芯片技術(shù)體系。 根據(jù)媒體最新消息，ARM的母公司日本軟銀已經(jīng)決定以400億美元(約合人民幣2700億)的價格出售ARM，買家是美國的GPU芯片巨頭NVIDIA(英偉達(dá))，這對華為和整個芯片產(chǎn)業(yè)都是一個重磅事件，整個行業(yè)可能會徹底洗牌! 作為全球最流行的芯片架構(gòu)，雖然知識產(chǎn)權(quán)屬于英國，但是英國對ARM采取比較寬松的管理，幾乎不限制別人使用。目前ARM已經(jīng)被授權(quán)給了全世界數(shù)千家芯片企業(yè)，有數(shù)十億手機、平板和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的芯片都是采用ARM架構(gòu)設(shè)計的 “一旦ARM被美國公司收購，美國為了扶持本國企業(yè)，將會禁止其他國家的部分企業(yè)使用ARM架構(gòu)，比如華為的芯片之路被徹底封死!”美國一位芯片領(lǐng)域的專家在社交媒體上發(fā)表了自己的擔(dān)憂，不少網(wǎng)友也表達(dá)了類似看法。 不過大家也不要過于悲觀，根據(jù)此前公布的消息，華為已經(jīng)拿到了ARM v8版本的永久授權(quán)，即無論ARM最終被誰收購，那么華為依然有權(quán)利使用ARM v8架構(gòu)來設(shè)計芯片，只不過ARM最新的架構(gòu)可能無法使用了。 此外，除了ARM架構(gòu)以外，業(yè)內(nèi)還有開源的RISC-V架構(gòu)可以免費使用，目前華為、三星等都在研究和改進(jìn)基于RISC-V架構(gòu)的芯片設(shè)計。

    半導(dǎo)體 華為 麒麟 芯片架構(gòu)

  • 中芯國際與長江存儲強強聯(lián)合，打造去美芯片生產(chǎn)線

    美國對我國科技公司的禁令與施壓，既是挑戰(zhàn)也是機會。在美國限制禁令中，損失最大的莫過于華為，短期內(nèi)華為或許舉步維艱，但是也會促進(jìn)華為開展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，完全提升美國封禁。 依據(jù)日經(jīng)亞洲地區(qū)評價報道，國內(nèi)晶圓代工龍頭中芯和國內(nèi)儲存大型廠長江存儲將強強聯(lián)合，抓緊自主研發(fā)生產(chǎn)流水線中的非美機器設(shè)備。據(jù)了解，倆家企業(yè)已經(jīng)打造出沒有美系半導(dǎo)體設(shè)備的生產(chǎn)線，以避免中美貿(mào)易戰(zhàn)科技企業(yè)再次封禁，抵制中國科技公司發(fā)展。 自然，就芯片工藝生產(chǎn)制造水平來講，國產(chǎn)自研芯片生產(chǎn)線當(dāng)然沒法與頂級芯片生產(chǎn)流水線一概而論。報道稱，中芯方案在今年底以前完工40nm芯片生產(chǎn)流水線，挑明而言，該芯片生產(chǎn)線工藝水平極低。手機、電腦這類處理速度非常高的商品，都不會配用國產(chǎn)芯片產(chǎn)線所生產(chǎn)的芯片。 但是，40nm芯片生產(chǎn)線并不是無用武之地，實際上，許多機器設(shè)備芯片或大中型家用電器控制芯片都對生產(chǎn)制造工藝沒有太高的規(guī)定。假如該生產(chǎn)線確實完工，而且開始開展芯片生產(chǎn)，訂單難題徹底無須擔(dān)憂。并且，要了解，40nm去美芯片生產(chǎn)流水線，僅僅一個起點。有信息稱，中芯方案在該芯片生產(chǎn)線基本上，花銷三年時間，將工藝水平提高到28nm級別。假若真能完成，中國芯片的產(chǎn)出率可能大幅度提高，到2030年完成國務(wù)院辦公廳制訂的70%芯片自給自足目標(biāo)完全有可能。 對于長江存儲，現(xiàn)階段也是展現(xiàn)身手的最佳時機。據(jù)外媒報道，三星、海力士、美光科技等存儲器大佬都早已對華為缺貨，假如長江存儲能夠 完成存儲國產(chǎn)，針對華為公司或全部我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)來講，都可能是一針強心劑。 并且，中國巨大的市場，可能進(jìn)一步加速長江存儲的發(fā)展，中國芯片早已邁入了黎明。

    半導(dǎo)體 中芯 芯片 長江存儲

  • LG WING的旋轉(zhuǎn)屏手機，設(shè)計新穎卻創(chuàng)新另類

    LG WING 5G手機海外發(fā)布，這款手機最大看點就是旋轉(zhuǎn)屏。采用兩塊屏幕，但是機身厚度達(dá)到10.9mm，重量260g，對于大部分人來說確實很厚重。 屏幕上，LG WING主屏采用一塊6.8英寸的OLED旋轉(zhuǎn)屏，分辨率為2460X1080，副屏為3.9英寸，分辨率為1240X1080。據(jù)官方表示，這款手機的旋轉(zhuǎn)測試可以超過20萬次，這樣的設(shè)計確實新穎，但是相信很多人還是接受不了，不得不說，LG挺會玩的。 LG和三星一樣在國內(nèi)的市場份額可能還沒有魅族的高，所以LG WING大概率也不會在國內(nèi)發(fā)布。 性能上，LG WING搭載驍龍765G處理器，支持LPDDR4X，UFS2.1，支持WiFi 5，USB3.1，支持ip54防水。 拍照上，前置采用3200萬像素升降式屏幕，后置采用6400萬的主攝，1300萬的超廣角，1200萬的超廣角。 續(xù)航上，它的電池容量4000毫安，支持有線和無線快充。 LG的這款手機有新意，但是太過厚重的機身實用性意義并不是很大，感覺有些耍噱頭。這款手機的配置屬于很一般，并沒有什么亮點。 LG可能是想另辟蹊徑尋找新的突破吧，現(xiàn)在的手機除了直屏手機以外，就算三星和華為的折疊屏了。LG這款手機除了旋轉(zhuǎn)以外，沒有其它東西，相比折疊屏手機那種平板和手機二合一確實少了一些實用性，雖然旋轉(zhuǎn)后橫屏設(shè)計會增加些科技感，但是并不對稱，眾多網(wǎng)友反映并不是很受歡迎。

    半導(dǎo)體 lg 旋轉(zhuǎn)屏

  • iphone12最新爆料，將引入激光雷達(dá)

    dToF(Direct-Time of flight)技術(shù)，中文直譯為直接飛行時間，它的主要能力是測量目標(biāo)物的距離。在目前的智能手機市場AR領(lǐng)域的應(yīng)用增強可能是蘋果研發(fā)dToF技術(shù)的最大目的。 在計劃了多年功能之后，該技術(shù)將出現(xiàn)在蘋果定于今年秋天宣布的頂級“ Pro” iPhone機型中。 該激光雷達(dá)系統(tǒng)由索尼制造，使用光脈沖來精確測量物體到相機鏡頭的距離。 使用此數(shù)據(jù)，相機可以更精確地自動對焦，并更好地區(qū)分前景和背景，以創(chuàng)建諸如人像模式的效果。深度相機還將幫助增強現(xiàn)實應(yīng)用程序更真實地將數(shù)字對象放置在現(xiàn)實環(huán)境中。 根據(jù)一些報道和傳聞，iphone12機型都將采用一種新的設(shè)計，邊緣平整，但我們還沒有看到今年iPhone的真正泄露部件。然而，YouTuber Filip Koroy今天在Twitter上分享的一段視頻所有的一切，顯示了據(jù)稱是新款6.1英寸iPhone12Pro的后殼。 后殼并沒有透露多少新的細(xì)節(jié)，因為它沒有附加任何硬件組件，但如果是真的，它會讓我們更好地了解新款iphone的外觀。第一個值得注意的細(xì)節(jié)是類似于iphone11pro的不銹鋼邊緣和啞光玻璃，這與最近所有的傳言一致。 在機箱后部，我們可以注意到類似的攝像頭配置，有三個鏡頭和一個LED閃光燈，但在超寬攝像頭的正下方還有一個額外的插槽，這很可能與激光雷達(dá)掃描儀有關(guān)。 關(guān)于iPhone12上的激光雷達(dá)掃描儀的傳聞有點爭議。雖然有報道稱只有更大的6.7英寸型號才有新的傳感器，但今天的泄漏表明，這兩款Pro型號都將采用激光雷達(dá)技術(shù)。 在據(jù)稱泄露的iPhone12手機外殼上還有其他有趣的細(xì)節(jié)，包括重新分配的SIM卡托盤和手機右側(cè)的一個可能是5G天線的新切口。 9to5Mac今年早些時候披露根據(jù)iOS14代碼，蘋果正在開發(fā)兩款搭載激光雷達(dá)掃描儀的新款iPhone機型，可能是iPhone12Pro和iPhone12Pro Max。

    半導(dǎo)體 iPhone 傳感器 激光雷達(dá)

  • 華為包機運輸芯片，以緩解芯片危機

    距9月15日關(guān)于美國對華為禁令期限漸漸逼近。有消息稱，華為旗下海思近日大手筆包貨運專機，展開搶貨大作戰(zhàn)，試圖趕在出貨期限前把芯片運出，以緩解華為面臨的芯片危機。 企業(yè)供貨含有美國技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)品給華為，必須先取得出口許可，禁令實施前有120天的緩沖期，9月14日為緩沖期的最后一天，禁令將在9月15日生效。包括臺積電、聯(lián)發(fā)科等供貨商，出貨華為都將到9月14日為止。 8月17日對華為再祭出新禁令，明定所有企業(yè)只要終端產(chǎn)品出給華為，不管直接或間接廠商使用到美國軟件或技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)的芯片，未經(jīng)特別許可，不得出貨給華為，并將38家華為子公司列入黑名單。 華為消費者業(yè)務(wù)軟件部總裁王成錄回應(yīng)稱，“從芯片問題上看，所有行業(yè)都應(yīng)該清醒了吧?芯片問題給了企業(yè)反思，沒有選擇就是最好的選擇。限制反而讓大家有一個非常好的機會，危、機并存。” 華為如今遇到的問題，雖然充滿挑戰(zhàn)，但是所有人相信華為可以找到解決方案，華為也有信心與國內(nèi)企業(yè)共同快速解決這個問題。

    半導(dǎo)體 華為 海思 禁令

  • 美企試圖收購英國芯片巨頭ARM？

    繼制裁華為之后，美國現(xiàn)在又開始對盟友下手，企圖收購英國芯片巨頭，這充分暴露出美國想奪得芯片領(lǐng)域壟斷地位的野心。 據(jù)觀察者網(wǎng)報道，七月底美國芯片公司英偉達(dá)已就英國芯片設(shè)計公司ARM進(jìn)行深入談判。隨后，又有消息稱交易金額可能達(dá)400億美元。而ARM創(chuàng)始人赫爾曼·豪澤此前向《金融時報》表示，若英偉達(dá)收購成功，英國將離美國"附庸國"更進(jìn)一步。 表面上看，這只不過是兩家芯片公司的正常合作，但背后遠(yuǎn)沒有這么簡單。 退一萬步講，雖然英偉達(dá)公司的創(chuàng)始人是美籍華人，但是仍然需要在美國政府的框架下進(jìn)行運轉(zhuǎn)，一旦美國下達(dá)出口禁令，英偉達(dá)公司的芯片出口就將受到限制，世界上很多國家的電子設(shè)備生產(chǎn)都要受到影響。 而現(xiàn)如今美國英偉達(dá)公司又打算收購英國芯片設(shè)計公司ARM，這等于是兩者強強聯(lián)合，而最終還都要受到美國政府的管控，無疑將加大美國政府對芯片的控制力，所以不排除這次收購活動有美國政府在背后出力。 英國芯片設(shè)計公司ARM是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，世界上超過95%的智能手機和平板電腦都采用ARM架構(gòu)，在智能機、平板電腦、嵌入控制、多媒體數(shù)字等處理器領(lǐng)域ARM擁有主導(dǎo)地位。 目前由于美國政府對華為實施的制裁措施，三星電子、SK 海力士將被迫于 9 月 15 日起斷供華為。 而ARM在半導(dǎo)體領(lǐng)域也擁有王者般的地位，如果被美企成功收購后，特朗普政府頒布新的禁令，世界上95%的智能手機和平板電腦都可能受到影響，到時候美國擁有了絕對的壟斷地位之后，很可能連盟友都不放過。 而對于英國來說，如果ARM公司被美企收購，英國就將淪為美國的技術(shù)"附屬國"，屆時只能任人擺控，核心技術(shù)不在自己手上也就沒有發(fā)言權(quán)，這絕對不是危言聳聽。 或許是意識到了這項合作的危險性，根據(jù)觀察者網(wǎng)報道，已有英國議員敦促政府介入這筆交易，以保護(hù)英國"國家利益"，同時還有多家英國媒體反對這項交易?，F(xiàn)在國際之間的競爭已經(jīng)不再是比拼坦克數(shù)量多少的時候，"數(shù)字主權(quán)"的確立尤為重要。 一旦ARM被收購成功，那么ARM總部搬離劍橋也是遲早的事，這不僅會減少英國的工作崗位，同時還可能破壞英國劍橋科技中心的地位，把在移動端處理器市場占有近90%份額的ARM公司拱手相讓。

    半導(dǎo)體 美國 英國 ARM

  • 9月15日，“啟明920”AI加速芯片重磅發(fā)布

    8月20日，“啟明920”由清華大學(xué)交叉信息研究院馬愷聲教授領(lǐng)銜的西安交叉核心院芯片中心研發(fā)成功并完成測試，這在我國芯片領(lǐng)域具有重大意義。而在9月15日，2020西安全球硬科技創(chuàng)新大會分論壇——“下一代AI芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)布暨Chiplet產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟啟動成立圓桌論壇”將于高新國際會議中心丈八廳盛大啟幕。屆時，將重磅發(fā)布“啟明920”AI加速芯片(以下簡稱“啟明920”)。 一、面向低速自動駕駛，硬件峰值有效加速比近9倍 “啟明920”通過軟硬件協(xié)同設(shè)計的思路，對使用圖案剪枝(已申請專利)優(yōu)化的模型，采用了特定技術(shù)，實現(xiàn)存儲優(yōu)化與計算加速，能夠?qū)⑸窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型實現(xiàn)最高4.5倍的存儲壓縮，同時充分發(fā)揮硬件稀疏計算的效率，硬件加速比可達(dá)3.5倍，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型精度損害僅在1%以內(nèi)。 “啟明920”進(jìn)一步利用卷積核剪枝技術(shù)，與圖案剪枝技術(shù)相兼容，進(jìn)而實現(xiàn)最大合計11.25倍的模型存儲壓縮，硬件峰值有效加速比近9倍，可充分縮短計算時間。此外，“啟明920”通過統(tǒng)一架構(gòu)對多模式的數(shù)據(jù)量化提供高效的支持，可適配線性與非線性權(quán)重參數(shù)的量化方法，可適配不同使用場景的需求。 “啟明920”在片外訪存的設(shè)計上，對DRAM訪問做了專門優(yōu)化，充分復(fù)用處理單元資源，一方面采用數(shù)據(jù)“即到即算”的策略縮短計算延時;另一方面采用交替更新激活與權(quán)重的形式，減少片外帶寬需求。 通過上述技術(shù)創(chuàng)新，“啟明920”可面向高能效的低速無人車、AGV、計算機視覺加速等AI應(yīng)用場景。 二、歷時九個月，“啟明920”研發(fā)神速 2019年12月24日，高新區(qū)首顆AI加速芯片“啟明 910” 研發(fā)成功后，在馬愷聲教授的帶領(lǐng)下，西安交叉核心院芯片中心正式啟動“啟明920”AI加速芯片研發(fā)。3月中旬，西安交叉核心院全面復(fù)工，研發(fā)團(tuán)隊全員集結(jié)，加速推進(jìn)研發(fā)工作。 在此期間，研發(fā)團(tuán)隊取得多項相關(guān)研究成果，在CVPR、DAC等國際頂會發(fā)布論文3篇，并申請國內(nèi)發(fā)明專利5項。經(jīng)過月余的攻堅克難，4月27日，芯片正式在聯(lián)電流片;7月15日，“啟明920”流片完成;歷時一個月，8月20日研發(fā)團(tuán)隊完成芯片測試并全面達(dá)標(biāo)。 三、“啟明930”啟動研發(fā) “啟明920”的研發(fā)成功是國產(chǎn)芯片加速發(fā)展的一個縮影，也是西安交叉核心院推進(jìn)基礎(chǔ)前沿科技研究的全新起點。 “啟明920”研發(fā)成功后，西安交叉核心院迅速啟動研發(fā)“啟明930”AI加速芯片，該款芯片將實現(xiàn)可擴展、高性能的設(shè)計，直接面向計算密集型的自動駕駛應(yīng)用場景。

    半導(dǎo)體 國產(chǎn) 自動駕駛 ai芯片

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