Halbleiterchips-integrierte Leiterplatte,(IC)

2021-08-19

Author：T.Kim

Halbleiterchips: Wie sollen wir die Situation brechen?

Chip, auch bekannt als Integrated Circuit Board jIC, ist eine Form von Halbleiterkomponenten, nicht aktiven Komponenten und anderen kleinen Maßstäben, kann eine große Anzahl von Mikroverbindungstransistoren sein, die in einen kleinen Chip integriert sind.

Halbleiter

Integrated Circuit Board

Chip besteht also aus einem Übergangstransistor, allen Arten von Festkörperhalbleiterkomponenten (Diode, Anschlusstransistor), mittlerer und später 2000-Halbleitertechnologiefortschritt zur Verbesserung der Integrated Circuit Chips werden möglich, von der manuellen Montage unter Verwendung der Kupplung elektronischer Komponenten Integrierte Schaltungsplatine ist zuverlässiger, Hohe Leistung (kleine Größe kurzer Weg, um Komponenten mit geringer Leistung schnell zu schalten, niedriger Energieverbrauch), niedrige Kosten (Fotoplattentechnologie, hohe Produktionsrate).

In der Vergangenheit kämpften Nationen und Gemeinschaften von Menschen um Nahrungsmittelressourcen wie Land, Bevölkerung, brennendes Material, Märkte und so weiter. Diese Ressourcen erforderten grundlegende Verkehrsverbindungen. Deshalb bauten wir viele Straßen und Brücken, um diese Ressourcen zu tragen und nutzbar zu machen. Seit dem Zweiten Weltkrieg ist die Grundlagenforschung nicht grundlegend gebrochen, und viele Bereiche wie Energie, Materie und Materialien sind stagniert geblieben. Sie sucht ein besseres Überleben, und die digitale Infrastruktur ist zum neuen Höhepunkt geworden. Die

1, Digitale Infrastruktur:

Im Zeitalter der digitalen Wirtschaft sind wir zum zentralen Produktionsfaktor und strategischer Ressource geworden. Die grundlegende Software und Hardware wie Netzwerk, Speicher, Computing und Anwendung rund um den gesamten Lebenszyklus der digitalen ist zu einer neuen Infrastruktur geworden, die für Produktion, Überleben und sozialen Formfortschritt unverzichtbar ist. Durch diese neue Infrastruktur haben wir erfolgreich das Management der "unsichtbaren Welt" hinter dem physischen Raum realisiert. Basierend auf der aktuellen internationalen Dynamik und den Auswirkungen der Epidemie kann digitale Infrastruktur funktionieren, Investitionen anregen, sich stetig an der Arbeit beteiligen und die Wirtschaft beleben. Im Gegensatz zur traditionellen Infrastruktur in der Vergangenheit ist die digitale Infrastruktur derzeit das dynamischste Wirtschaftsfeld.

Die digitale Infrastruktur ist der Grundstein und Garant für den Fortschritt der digitalen Wirtschaft und eine neue Antriebskraft für qualitativ hochwertigen wirtschaftlichen Fortschritt. Daher wird die Welt in absehbarer Zukunft einen Trend einleiten, energisch in digitale Infrastruktur zu investieren.

2, Kommunikation und Datenverarbeitung:

Die Anwendung digitaler Infrastruktur dreht sich um Kommunikation und Rechenleistung, was sich, wie wir wissen, in 5G und Chip übersetzt. 5G-Kommunikationsreputation verbindet und fasst die zusammengefassten Werte zusammen, und Rechenleistung ist die Verfügung der zusammengefassten Informationen.

In der traditionellen Wirtschaft werden Produktionslinien, Maschinen und verschiedene Fahrzeuge als Produktionsmittel verwendet, während Land, Produktivität und fossile Verbrennungsmaterialien zu den zentralen Produktionsfaktoren werden; Entsprechend der neuen digitalen Infrastruktur sind KI, 5G, Internet of Things und Cloud Computing zu neuen Produktionswerkzeugen geworden, während Rechenleistung und Wert zu den zentralen Produktionsfaktoren der oben genannten Tools geworden sind. Rechenleistung und Wert sind zu den wichtigsten Höhen des aktuellen Weltwettbewerbs geworden.

-. Mitteilung:

Im Bereich der Kommunikation ist China sehr würdig. Bis jetzt hat Huawei die größte Anzahl von 5G-Patenten in der Welt, und seine umfassende Technologie ist auf dem Niveau der Welt. Wir können jedoch nicht umhin, optimistisch im Bereich der Chips zu sein, insbesondere High-End-Chips. Obwohl wir eine große Anzahl von Halbleiterchip-Unternehmen haben, wie SMIC international und China Mikroelektronik, sind sie nicht auf alle Bereiche spezialisiert, die Chipindustrie braucht den koordinierten Fortschritt der gesamten Industriekette, vor allem in einer Schlüsseltechnologie.

-. Berechnung:

In der aktuellen Ära des Internets der Dinge ist es äußerst bequem, Vertrauensinformationen zu erhalten. Selbst in absehbarer Zukunft, wenn die Informationen umfangreich genug sind, die Rechenleistung stark genug ist und die Entscheidungen des Landes an den Computer übermittelt werden können, müssen wir lediglich Betriebsregeln formulieren, also Algorithmen. Multi-Industrie-Informationen ermöglichen kollaboratives Computing, neue Bedürfnisse, Produktionskapazitäten und Märkte hervorzubringen und den wirtschaftlichen Fortschritt der Welt zu fördern. Zu dieser Zeit wird das Spiel zwischen den Ländern sehr groß sein, und es wird wahrscheinlich zwischen zwei Supercomputern werden. Wer mehr Daten erhalten kann, wissenschaftliche Algorithmen unterstützen und schließlich durch stärkere Rechenleistung herausstechen und genaue Entscheidungen treffen kann.

IDC, ein internationales Zahlenunternehmen, prognostiziert im Voraus, dass bis 2023 der Output-Wert der digitalen Wirtschaft 67% des chinesischen BIP ausmachen wird. Starke und unabhängige Rechenleistung wird zum Eckpfeiler des wirtschaftlichen Fortschritts Chinas werden, und die Investition und Entwicklung der Rechenleistung des zentralen Faktors wird zum langfristigen Plan Chinas werden. Es besteht kein Zweifel, dass die Länder, die diese beiden Bereiche besetzen, in den nächsten Jahrzehnten wichtige und praktische Macht erlangen werden, auch die Weltordnung nach dem Wahltag.

Halbleiter ist eine Art Sache, deren Leitfähigkeit zwischen Leiter und Isolator liegt (was unten im Detail diskutiert wird). Erst in den 1930er Jahren wurde die hohe Reinigungstechnologie von Materialien verbessert. Halbleiter bestehen hauptsächlich aus integrierten Schaltungen, photoelektrischen Komponenten, diskreten Komponenten und Sensoren. Da die integrierten Schaltungen mehr als 80% der Komponenten ausmachen, werden Halbleiter allgemein als integrierte Schaltungen bezeichnet. Die integrierte Schaltung ist in Mikroprozessor, Speicher, denkende Gesetzeseinheit und Imitationskomponente unterteilt. So verwandeln wir es auch in einen Chip.

Entwicklungsgeschichte des Chips

Intel ist ein Chipriese im PC-Bereich. Seine Entwicklungsgeschichte stellt im Wesentlichen die Entwicklungsgeschichte von Chips dar. Werfen wir einen Blick auf seine Entwicklungsgeschichte:

Geschichte von Chip

1.Intels erster kommerzieller Prozessor 4004 kam im Februar auf den Markt, der 2250 Kristallröhren und 60000 Operationen pro Sekunde integriert. Seine Enthüllung war revolutionär, brachte die anschließende Computer- und Internetrevolution und veränderte weiterhin die ganze Welt.

2. In 1978 kam Intels berühmter 8086 Prozessor heraus und wurde in 1981 auf IBM Computer angewendet. Dann gibt es nachfolgende Modelle wie 80286.

3. In 1985 erforschte und produzierte Intel den ersten 32-Bit-Prozessor 80386. Aufgrund der Kompatibilität und Zusammenarbeit mit IBM PC etablierte Intel die führende Position im Markt für kompatible Maschinen fest und trat im selben Jahr in den chinesischen Markt ein. Es gibt auch verbesserte Modelle 80486, 586 usw. Xiaosheng erinnerte sich daran, dass der erste Win95-Prozessor-Computer, der in einer Stunde verwendet wird, der 80486-Serie-Chip ist.

4. Im 1993 startete Intel Pentium. Zu dieser Zeit erreichte die Anzahl der Kristallröhren 3,2 Millionen. Die Erfahrung des Gleitkommabetriebs wurde stark gestärkt, und die Funktionen von Bild, Ton, Film und Fernsehen wurden vollständig und erfolgreich realisiert. In den folgenden zehn Jahren setzten sich die aktualisierten Zahlen nacheinander fort, und Intel ist zum repräsentativen Namen der High-End-Chips geworden.

5.Im 2001 wurde Intels erster 64-Bit-Prozessor Itanium geboren, der hauptsächlich für High-End-Computing-Hintergrund verwendet wird, d.h. Server, übertrifft Peers und wird zum Marktführer von Server-Chips.

6. Im 2006 kam der Kern-Dual-Core-Prozessor, den wir gut kennen, heraus, das heißt unsere sogenannten I3-, i5- und i7-Serien. Natürlich wurde der Core i7 im 2008-Jahr auf den Markt gebracht und ist der erste Quad-Core-Prozessor. Die Kernserie ist langlebig. Bisher verwenden unsere Privatcomputer grundsätzlich die Core-Serie (andere Varianten von AMD oder Intel auf dem Kern).

7. Im 2014 brachte Intel Prozessoren der Xeon E7-Serie auf den Markt, wobei bis zu 15-Prozessorzentren die größte Anzahl von Prozessoren im Intel-Zentrum wurden. Xeon wird hauptsächlich im Serverbereich eingesetzt und kann auf Internet-Verarbeitungstechnik, Bild- und Multi-TV-Stationen usw. angewendet werden.

8. Im 2017, nachdem Intel Mobileye von verschiedenen Orten gekauft hatte, begann es Fortschritte in Richtung "Algorithmus-Chip" integrierte KI zu machen. In der Umgebung der intelligenten KI, NVIDIA und Intel verwenden Technologien wie Deep Learning neuronale Organ-Netzwerk, um KI-Chips herzustellen und den neuen Markt zu erobern.

Während der Entwicklungsgeschichte integrierter Schaltungen in den letzten 30-Jahren hat sich die Anzahl der Kristallröhren alle 1,5 Jahre verdoppelt. Mit der Zunahme der Größe der Einheitsebene oder Objektoberfläche hat sich die Gesamtgröße des Chips von groß zu klein geändert, und die Oberfläche der Monomerkosten und der Schaltleistung ist gesunken. Gleichzeitig wurden alle Leistungsindizes verstärkt, das heißt, die Anzahl und Leistung der Kristallröhren des Chips haben sich alle 24-Monate verdoppelt. Gemäß dem Gesetz von MOLLE ist die Geschichte des Chipfortschritts die Geschichte der integrierten Schaltungen.

Es kann gesagt werden, dass die Hardware der IT-Industrie auf der Halbleiterindustrie basiert, und der Halbleiter besteht aus Kristallröhren (einschließlich Dioden, Röhren mit drei Elektroden, Feldeffektröhren, Thyristoren usw., manchmal besonders bipolare Komponenten). Beginnen wir mit Halbleitern und Kristallröhren (andere Prinzipien sind fast gleich).

1. Halbleiter:

Wenn es um Chips geht, müssen wir Halbleiter erwähnen. Tatsächlich wurde die Entdeckung von Halbleitern auch von der Quantenmechanik entwickelt. Erwähnen wir es von der Ebene der physikalischen Atome. Wir alle wissen, dass andere Elemente außer h und er im stabilen Zustand der äußeren Schicht 8-Elektronen sind. Chemische Kenntnisse zeigen uns auch, dass die elektrostatische Kraft (chemische Bindung), die die Verbindung der beiden Elemente ermöglicht, ionische Bindung und kovalente Bindung hat (Metallbindung ist ungefähr ähnlich wie kovalente Bindung).

Ionische Bindungen bestehen im Allgemeinen zwischen Metallen und Nichtmetallen. Zum Beispiel verfehlt Na-Atom ein Elektron und wird zu Na-Teilchen, Cl-Atom erhält ein Elektron und wird CL-Teilchen, und die beiden Atome werden heterosexuelle Ladungen. Durch Strom werden sie durch magnetische Energie zusammengezogen und werden zu NaCl, also Salz und Natriumchlorid; Kovalente Bindungen erfordern in der Regel die Verklebung nichtmetallischer Elemente. Verschiedene Atome können Elektronenpaare nebeneinander mit zusätzlichen Kernelektronen bilden, so dass die äußerste Schicht einen 8-Elektronen stabilen Zustand wie Stickstoff bildet.

Derzeit haben wir sorgfältig überprüft, dass es nur vier Elektronen in der äußersten Schicht der Gruppe C-Elemente im Periodensystem gibt, die nicht leicht zu übersehen oder Elektronen zu erhalten sind. Das ist das Konzept des Halbleiters. Mit der Zunahme der Anzahl der Elektronenschichten wird es jedoch immer leichter, Elektronen in dieser Gruppe von Elementen (Si spätere Elemente Ge, Sn, Pb, etc.) zu übersehen. Es wird festgestellt, dass Silizium Si aufgrund seiner angemessenen Anzahl von Elektronenschichten und der Anzahl von Elektronen in der äußersten Schicht zum besten Halbleitermaterial in unseren Augen geworden ist. Dies ist auch der Ursprung des "Silicon Valley", in dem sich die Hightech-Industrien der Welt versammeln. Das "Silicon Valley" ist auch der erste Ort, um siliziumbasierte Halbleiterchips zu studieren und herzustellen, weil es benannt ist.

2. Kristallrohre und integrierte Schaltungen:

Kristallröhren

Die Diode ist eine der kristallinen Röhren. Es handelt sich um eine elektronische Komponente, die Strom in eine Richtung leiten kann, die aus Halbleitermaterialien (Silizium, Selen, Germanium usw.) besteht. Das heißt, es schaltet sich ein, wenn Anode und Kathode der Diode eine Vorwärtsspannung erhalten und endet, wenn die umgekehrte Spannung gegeben wird, die dem Anschluss und dem Abbrechen eines Schalters entspricht. Jetzt haben wir den grundlegendsten Signalunterschied. Beispielsweise erfassen wir die Stromleitung als 1 und den Bruch als 0. Dies ist die Computersprache 0 und 1, die wir sehr gut kennen. Nun sind C-Sprache, C ++, JS und H5 Sprachen geworden, was auch eine Möglichkeit ist, solche 01-Sprachen in eine Weise zu übersetzen, die wir bequem verstehen und bearbeiten können.

Nach der Geburt der Diode können wir das ursprüngliche Denkgesetz voreinstellen. Jeder, der den Kurs des halbautomatischen Steuerprinzips studiert hat, weiß, dass es einen und oder keinen Gate-Schaltkreis gibt (zum Beispiel realisiert das Tor und Tor erfolgreich den Ausgang von 1 zur gleichen Zeit). Alle Arten von Gate-Schaltungen werden parallel und in Reihe gesammelt. Die scheinbar einfach denkenden Law Gate Schaltkreise können sehr komplexe Berechnungen erfolgreich realisieren, nachdem Hunderte von Millionen von Anordnungen und Kombinationen von Gate Schaltkreisen zusammengetragen wurden. (wobei die Anordnung und Kombinationsvoreinstellung von Gate-Schaltungen nicht nur die Voreinstellung der Chiptechnologie, sondern auch das zentrale Element der Stimmchipleistung ist, benötigt es die Akkumulation von Technologie für eine lange Zeit), und der Chip ist die Aggregation dieser Art von Rechenschaltung, das heißt, integrierter Schaltungs-IC.

Der Herstellungsprozess von Chip ist relativ komplex, aber er ist im Allgemeinen in drei Schritte unterteilt:? Design, Produktion und Verpackungstest.

1, Voreinstellung:

Front-End-Voreinstellung, Front-Simulation, Back-End-Voreinstellung, Überprüfung, Nachsimulation, Signoff-Suche und dann senden Sie die eingestellten Statistiken an die Agentenfabrik.

Wir müssen ein Prinzip über die Voreinstellung kennen. Um eine bestimmte Funktion erfolgreich zu realisieren, muss die Chipvoreinstellung auf eine voreingestellte Architektur angewiesen sein. Bisher umfassen die Mainstream-Chiparchitekturen x86 (exklusiv für Intel und AMD, dominierend den PC-Markt), Arm (mobile Convenience Facilities), Risc-V (steigender Stern, weit verbreitet in intelligenten Wearable Facilities), MIPs (hauptsächlich verwendet in Gateways Set Top Box), weil die Arm-Architektur einen einzigartigen Platz von niedrigem Stromverbrauch und niedrigen Kosten hat, Es ist besonders beliebt bei mobilen Geräten wie Mobiltelefonen (Arm- und x86-Architektur sind die beiden größten Architekturen mit dem größten Marktanteil).

Die oben genannte Chiparchitektur ist nur eine Voraussetzung. EDA-Software wird für den gesamten voreingestellten Prozess des Chips benötigt. Kurz gesagt, EDA-Software kann als unsere übliche CAD-Software verstanden werden, da eine Chipschaltung sehr komplex und klein ist, die Dutzende von Milliarden Komponenten enthält. Falsche Platzierung einer Komponente oder Schaltung kann dazu führen, dass der gesamte Chip nicht mehr laufen kann. EDA-Software kann den Prozess halbautomatisch voreinstellen, um den Betrieb des Chips sicherzustellen. Die Chip-Preset-Partei muss nur über das Preset mehrerer Schlüsselpositionen abstimmen.

2, Produktion:

Produktionslinie

Oxygenation-Film-Deposition-Screening-Screening-Screening-Screening-Screening-Screening.

Zuerst extrahieren wir hochreines einfaches Silizium aus Siliziumdioxid, das heißt Sand bei hoher Temperatur. Das einfache Silizium ist eine kristalline Struktur mit sauberen Atomen und kovalenten Bindungen, um große Moleküle zu bilden. Büroangestellte schneiden Silizium in runde Scheiben, um Chips zu produzieren.

Tragen Sie Gelatine gleichmäßig auf den Siliziumwafer auf, steuern Sie das Licht (Lithographiemaschine) Mapping, ändern Sie die Eigenschaften der Gelatine an der speziell dafür vorgesehenen Position (wasserlöslich) und spülen Sie dann mit Wasser ab, um die Siliziumkugel zu erhalten.

Wenn Verunreinigungen wie photosensitive Polysiliciumschicht dem speziell bezeichneten Bereich hinzugefügt werden, wie Abtastung und Phosphor in der Diode, wird die denkende Gesetzesschaltung kontinuierlich in der Nut gebildet, allgemein bekannt als Partikelperfusion.

Der Rest der Plätze kann auch mit lichtempfindlicher Beschichtung bedeckt werden, und das Silizium kann mit korrosiver Lösung korrodiert werden, um Kristallrohre zu bilden.

Natürlich können Sie auch Metallmaterialien zu Drähten, Elektrizität oder Widerstand mischen.

Dieser Prozess kann viele Male wiederholt werden (in der Regel nicht weniger als 20), um die integrierte Schaltung zu erhalten, die wir erwarten, eine große Kristallscheibe mit vielen Chips.

3, Packungstest:

Wie oben erwähnt, ist es nach der Herstellung des Chips kein fertiges Produkt, sondern ein großer Wafer, der vom Chiptester getestet, geschnitten und gekapselt werden muss.

Eine zufriedenstellende Prüfung kann Produkte, die nicht den Qualitätsstandards entsprechen, obsolet machen, bevor sie den Anwender erreichen, was entscheidend ist, um Produktion und Qualität zu steigern und einen positiven Kreis von Produktion und Vermarktung aufzubauen. Die Prüfmaschine ist ein erfolgreicher Test, um zu überprüfen, ob der Chip den voreingestellten Zweck erfüllt, die Auswirkungen von Hintergrundänderungen auf ihn und die ungleichmäßige Lebensdauer zu studieren.

Bis 2019 hatte China mehr als 300 Milliarden Dollar für importierte Chips ausgegeben (nur mehr als 200 Milliarden Dollar für Kraftstoff) und insgesamt ein Drittel der Chips der Welt gekauft, von denen mehr als 90% von Importen abhängig waren. Es zeigt sich, dass unsere Abhängigkeit von Chips immer noch recht groß ist. Um die aktuelle Situation von Halbleiterchips in China zu studieren, müssen wir zuerst die Arbeitsteilung im gesamten Prozess der Chipindustrie betrachten.

Weltkette der Chipindustrie:

Chinas Präzisionsunternehmen, Überseefrüchte, AMD, Qualcomm und andere berühmte Hersteller stellen oft nur Preset her, die wir Fabless Chip Preset nennen; Nach der Voreinstellung liefern Sie die Zeichnungen an eine Drittanbieter-Chipfertigungsgießerei wie TSMC oder Samsung; Nach der Produktion ist es kein fertiges Produkt, sondern ein großer runder Silizium-Verbindungskristall. Es muss auf Tagesfarbe und Sicherheit geliefert werden. Solche Unternehmen verwenden EDA-Software, um zu testen, zu schneiden und zu verpacken und schließlich die Chips zu bilden, die wir normalerweise sehen.

Die meisten Verfahren zur Chipherstellung werden oben beschrieben, aber es gibt seltene Ausnahmen. Zum Beispiel ist der gesamte Prozess von super großen Unternehmen wie Intel und Samsung von selbst ausgeglichen, das heißt, die Voreinstellung, Produktion, Test und Verpackung werden alle von sich selbst durchgeführt. Wir nennen diesen Standard-Stil im Allgemeinen IDM Standard-Stil. Eigentlich produzierten wir zuerst alle Chips im IDM-Standard-Stil, aber später dachten wir über die Kosten und Geschwindigkeit nach. Schließlich ist der Aufbau einer Produktionslinie selbst zu teuer und die Aufrüstung ist schnell. Nachdem die Anlagen dort zur Abschreibung gestellt werden.

Dann führte die Notwendigkeit zur Entstehung eines Unternehmens wie TSMC, das seine Produktionskapazität auf der Prämisse der Kostenkontrolle stark erhöhte. Dies hat aber auch eine weitere Veränderung mit sich gebracht, das heißt, die Schwellengruppe der Chipindustrie wurde reduziert. Früher gab es nicht Hunderte von Milliarden Menschen, die die Schwelle der Chipindustrie nicht berühren konnten. Jetzt braucht es nur noch mehr als ein Dutzend bis Milliarden von Chipvoreinstellungen zu investieren, um jemanden zu finden, der Chips herstellt.

Vergleich zwischen Chinas Chipvoreinstellung, Produktions- und Testverpackung und dem Weltstandard:

Nach Abschluss der weltweiten Chipindustriekette kehren wir zurück zum Prozessfluss des Chips selbst, d.h. Voreinstellung, Produktion und Verpackungsprüfung. Analysieren wir es aus diesen drei Dimensionen.

1, Chipvoreinstellung:

Chip-Voreinstellung wird im Allgemeinen unterteilt in: Front-End-Voreinstellung, Front-End-Simulation, Back-End-Voreinstellung, Überprüfung, Nachsimulation, Signoff-Untersuchung und dann senden Sie die eingestellten Statistiken an den OEM.

Wie oben erwähnt, machen viele große Unternehmen einschließlich Huawei Hisilicon nur Chipvoreinstellungen, so dass Hisilicon im Grunde ein Chipvoreinstellungsunternehmen ist.

1. Armarchitektur:

Wie oben erwähnt, umfassen die Mainstream-Chiparchitekturen bisher x86 (exklusiv für Intel und AMD, dominierend den PC-Markt), arm (mobile Convenience Facility), risc-v (aufsteigender Stern, weit verbreitet in intelligenten Wearables), MIPs (hauptsächlich verwendet in Gateways und Set-Top-Boxen), Der einzigartige Ort der niedrigen Kosten wird besonders durch das blaue Auge mobiler Einrichtungen wie Mobiltelefone beeinflusst (Arm- und x86-Architektur sind die beiden größten Architekturen in Bezug auf Marktanteile).

Unser Präzisionsunternehmen kam aus der sekundären Forschung und Entwicklung basierend auf der öffentlichen Version Architektur von Arm Enterprise. Obwohl Arm ein britisches Unternehmen ist und behauptet, nicht vom Handelsministerium des Landes a betroffen zu sein, war das Verhalten von Arm im vergangenen Jahr instabil. Bisher wurde berichtet, dass es von NVIDIA aus der ganzen Welt gekauft wird, was auch sehr unzuverlässig erscheint. Wenn wir Precision Company nicht erlauben, den Chip der nächsten Generation Befehlssatz unabhängig vorzustellen, ist der Schwierigkeitsgrad sehr hoch.

2. EDA-Voreinstellung:

Die Chipstruktur ist die Voraussetzung dafür. Wenn Sie eine Baustelle und Schaumzement wählen, benötigen Sie auch einen spezifischen architektonischen Plan, d.h. Chipvoreinstellung. In diesem Prozess haben wir über den gesamten Weg gesprochen, EDA-Software zu benötigen (ungefähr ähnlich wie CAD-Software in der Bauindustrie). Wie oben erwähnt, kann EDA-Software den Chip des gesamten Prozesses halbautomatisch voreinstellen, um seinen erfolgreichen Betrieb sicherzustellen. Die Konstrukteure müssen nur mehrere Schlüsselpositionen wechseln, was das unkontrollierbare Risiko erheblich reduziert.

Unsere Präzisionsfirma verwendet hauptsächlich die Software von Mingdao International, Xinsi Wissenschaft und Technologie und Kaideng Elektronik. Es kommt vor, dass diese drei die größten EDA-Softwareunternehmen der Welt sind, und alle von ihnen sind amerikanische Unternehmen.

Intelligente EDA-Softwareanbieter stellen auch kostenlose EDA-Software für Gießereifabriken wie TSMC zur Verfügung, wobei die Gießerei EDA-Software mit numerischen Paketen von grundlegenden Informationen über Komponenten und denkende Gesetzeseinheiten wie Kristallröhren, MOS-Röhren, Widerständen, Kondensatoren zur Verfügung stellt. etc. die numerischen Pakete werden kontinuierlich optimiert und viele Male aktualisiert (manchmal monatlich) und Formularprüfung und Bindung mit der Software, daher unterstützt es grundsätzlich nur die neueste Version. Im Gegensatz zu Raubkopien können wir die alte Version weiterhin verwenden, ohne sie nach dem Verbotsgesetz zu aktualisieren. Wenn wir nicht die neueste Version der Software benötigen, um den Chip zu überprüfen, ist es wahrscheinlich, dass der voreingestellte Chip nicht ausgeführt werden kann, was zu einem Streaming-Ausfall führt, und ein Streaming-Ausfall bedeutet, dass Hunderte von Millionen von Geldern verloren gegangen sind, und das Kostenrisiko ist sehr hoch.

Huada Jiutian ist schließlich das führende Unternehmen von EDA-Software in China. Durch jahrelange Fortschritte konnte sie einige Bereiche übernehmen. Wie oben erwähnt, benötigt es jedoch wie Halbleiterchips die Zusammenarbeit des gesamten Prozesses, um den voreingestellten Prozess des gesamten High-End-Chips abzudecken, und wir können nur einige Punkte abdecken.

2, Spanherstellung:

Der Prozess der Chipherstellung kann grob unterteilt werden in: Oxygenierung-Film-Deposition-Mikrolithographie-Tiefätzung-Ionen-Perfusion-Tiefreinigung;

Im Bereich der Chipherstellung ist TSMC zweifellos das stärkste Unternehmen der Welt. Seine starke Technologie und führende Kapazität sichern seine führende Position. All dies basiert jedoch auf der Nutzung einer großen Anzahl amerikanischer Halbleiteranlagen. Man kann sagen, dass es heute kein TSMC ohne die Unterstützung amerikanischer Technologie geben wird. Wenn also ein Verbot in Land a erlassen wird, kann TSMC nach Abwägung des Auftrags und seiner Fundamenttechnologie entscheiden, Chips nicht für uns zu verarbeiten.

Man könnte sagen, dass wir noch SMIC haben? Nach Jahren harter Arbeit eroberte SMIC international, das in 2004 gelistet wurde, schließlich den Knoten des 14nm-Prozesses in 19-Jahren, was schließlich ein großer Durchbruch war. Zunächst einmal müssen wir jedoch feststellen, dass TSMC in 18-Jahren 7-nm-Chips an Früchte geliefert hat, die in der Prozesstechnik um mindestens zwei Generationen hinterherhinken. Zweitens, selbst wenn wir Produkte annehmen können, die nicht so gut in Größe, Leistung und kontinuierlicher Navigation sind, kann SMIC es nicht für uns tun.In dem oben erwähnten Chipherstellungsprozess in der Ätzverbindung war unsere Mikroelektronik in der Lage, fortschrittlichere Technologie auf 7Nm und 5nm Produktionslinien anzuwenden. Darüber hinaus hinkt sie jedoch hinter dem Weltdurchschnitt zurück. In der Produktionsverbindung gibt es eine Vielzahl von Technologien aus den Vereinigten Staaten. Zum Beispiel hat SMIC das Schema der amerikanischen Unternehmen für angewandte Materialien angewendet. Daher, wenn ein Land wirklich ein Verbot hat, kann SMIC keine Chips für Huawei herstellen.

Lithographie:

Zweitens kann nur eine Schlüsseltechnologie der Lithographie in der Chipherstellung erwähnt werden. Eine Lithographiemaschine projiziert einen Schaltplan auf einen Siliziumwafer, der mit Photolack bedeckt ist; Die Ätzmaschine korrodiert den parallelen Verzweigungsschaltplan auf dem Siliziumwafer, der gerade den Schaltplan gezeichnet hat. Die beiden Einrichtungen ergänzen sich, und eine darf nicht fehlen.

Die EUV-Lithographietechnologie hat einen hohen Schwierigkeitsgrad (die verbesserte Version von DUV hat erfolgreich von großer auf kleiner Wellenlänge gewechselt, nachdem flüssiges Metallzinn unterdrückt wurde, was hier nicht im Detail beschrieben wird). Die Entwicklung begann vor mehr als zwanzig Jahren, unter Beteiligung von fast 40-Ländern, einschließlich aller europäischen Länder. Allerdings haben nur die Vereinigten Staaten fest behauptet, dass der Grad der technischen Schwierigkeit am Ende mehr ist als die Herstellung von Atombomben. Im aktuellen Chip müssen wir mindestens 20-mal Lithographie durchführen (eine Schicht nach der anderen), und wenn wir die Zeichnung einer einzelnen Ätzschicht um ein Vielfaches vergrößern, ist sie komplexer als die topographische Karte der ganzen New Yorker Stadt und Vororte. Stellen Sie sich vor, die gesamte topographische Karte von New York und Vorstadt auf einem Chip mit einer Fläche oder Objektfläche von nur 100 Quadratmm aufzuzeichnen (die Größe einer Kristallröhre ist kleiner als eines der Extreme eines Haardurchmessers). Wie komplex die Struktur ist, kann man sich vorstellen.

Daher ist die Photolithographie eine sehr komplexe und Schlüsseltechnologie. Seine Präzision und Schärfe stimmen direkt auf die Rechenerfahrung und Qualität des Chips ab. Nur die genauere Ätzfähigkeit kann die Idee des Schaltungsdesigners im Mikromaßstab erfolgreich verwirklichen. Es besteht kein Zweifel, dass die Lithographietechnologie die Spitze des Wettbewerbs zwischen den Ländern in der Chiplithographiezeit ist.

Das hochmoderne Feld der Lithographietechnologie wird vom niederländischen Unternehmen ASML (ASML) monopolisiert und seine 5nm Lithographiemaschine wurde in Betrieb genommen. In diesem Jahr wurden TSMCs A14-Prozessor, Qualcomm Xiaolong 875-Serie und Maskottchen 9000-Prozessor alle von dieser Anlage produziert. Bis jetzt ist Chinas Lithographiemaschine der 28nm Prozess der Mikroelektronik. Es gibt eine Ära des Erfahrungsunterschieds in der Entwicklung und des zweifachen Erfahrungsunterschieds in der Massenproduktion. Wie für viele andere Links, sie haben sogar gerade erst begonnen zu gehen.

3, Packungstest:

Wie oben erwähnt, ist es nach der Herstellung des Chips kein fertiges Produkt, sondern ein großer Wafer, der vom Chiptester getestet, geschnitten und gekapselt werden muss.

Weltkette der Chipindustrie:

Vergleich zwischen Chinas Chipvoreinstellung, Produktions- und Testverpackung und dem Weltstandard:

1, Chipvoreinstellung:

Wie oben erwähnt, machen viele große Unternehmen einschließlich H-Hisilicon nur Chipvoreinstellungen, so dass Hisilicon im Grunde ein Chipvoreinstellungsunternehmen ist.

1. Armarchitektur:

Unsere High Precision Firma kam aus der sekundären Forschung und Entwicklung basierend auf der öffentlichen Version Architektur von Arm Enterprise. Obwohl Arm ein britisches Unternehmen ist und behauptet, nicht vom Handelsministerium des Landes a betroffen zu sein, war das Verhalten von Arm im vergangenen Jahr instabil. Bisher wurde berichtet, dass es von NVIDIA aus der ganzen Welt gekauft wird, was auch sehr unzuverlässig erscheint. Wenn wir Huawei nicht erlauben, den Chip des nächsten Befehlssatzes unabhängig vorzustellen, ist der Schwierigkeitsgrad sehr hoch.

2. EDA-Voreinstellung:

Unsere High Precision Firma verwendet hauptsächlich die Software von Mingdao International, Xinsi Wissenschaft und Technologie und Kaideng Elektronik. Es kommt vor, dass diese drei die größten EDA-Softwareunternehmen der Welt sind, und alle von ihnen sind amerikanische Unternehmen.

HD JT ist schließlich das führende Unternehmen von EDA-Software in China. Durch jahrelange Fortschritte konnte sie einige Bereiche übernehmen. Wie oben erwähnt, benötigt es jedoch wie Halbleiterchips die Zusammenarbeit des gesamten Prozesses, um den voreingestellten Prozess des gesamten High-End-Chips abzudecken, und wir können nur einige Punkte abdecken.

2, Spanherstellung:

Der Prozess der Chipherstellung kann grob unterteilt werden in: Oxygenierung-Film-Deposition-Mikrolithographie-Tiefätzung-Ionen-Perfusion-Tiefreinigung;

Lithographie:

3, Packungstest:

Freunde, die den Chip verstehen, denken vielleicht, dass China in der ersten Spalte der Welt in der Verpackung und Testverbindung ist. Die wirkliche Situation der Sache ist jedoch, dass die Polierprüfmaschine von japanischen und amerikanischen Unternehmen monopolisiert wird, wo tereda und Kexiu Halbleiter aus den Vereinigten Staaten mehr als die Hälfte der inländischen Dichtungs- und Prüfanlagen einnehmen und die Lokalisierungsrate von Halbleiterprüfanlagen um 10%.

Verpackungsprüfung

Nach der Lücke zwischen Chinas Halbleiterchips und den Weltstandards in Bezug auf Preset-, Produktions- und Verpackungstests sollten wir nicht allzu optimistisch sein. In der Tat sind wir nicht ohne Erfahrung in EDA, Produktion, Lithographie und OEM. Huada Jiutian, Zhongwei Elektronik, Hisilicon und andere Unternehmen haben viel Fundament in verschiedenen Bereichen gelegt. In einigen Punkten und Bereichen können wir sogar mit der Front vergleichen. Was wir jetzt tun müssen, ist, immer mehr Punkte hervorzubringen und schließlich eine ausgereifte und vollständige Halbleiterindustrie-Kette durch koordinierte Fortschritte von Punkt zu Bereich zu bilden, die nicht mehr von anderen kontrolliert wird.

Nachdem wir die aktuelle Situation und Lücke der chinesischen Halbleiterchiptechnologie verstanden haben, müssen wir tief darüber nachdenken, wie wir erfolgreich weitermachen und übertreffen können.

1, Aktuelle Situation von Halbleiterchips in China

In einer Branche, in der die Grundphysik stagniert (wie unten erwähnt), obwohl Intel immer noch große Vorteile hat (EDA-Voreinstellung, Prozess, etc.), wird sich die Kluft zwischen aufsteigenden Sternen allmählich verringern. China hat die Fensterperiode des Fortschritts in der Halbleiterindustrie in der Geschichte verloren, gepaart mit bestimmten Entscheidungsfehlern, was zur inaktiven Situation der Halbleiterchipindustrie führte. Die rasante Entwicklung der chinesischen Photovoltaikindustrie in den letzten Jahren hat jedoch auch die hochkristalligen Siliziummaterialien gebrochen, die von einer kleinen Anzahl von Halbleitern benötigt werden.

Die Probleme sind jedoch nach wie vor sehr schwierig und beschwerlich. Die EDA-Engineering-Software von voreingestellten Chips wird im Wesentlichen von den Vereinigten Staaten und Europa monopolisiert; Die Lithographiemaschine von Chipverarbeitungsanlagen wird immer noch von asmel-Unternehmen in den Niederlanden monopolisiert, und ihre Anlagen, die aus einer Reihe von hohen und neuen Technologien bestehen, werden von amerikanischen Unternehmen für angewandte Materialien (Amat) und Colin-Entwicklungsunternehmen (LAM) monopolisiert; Darüber hinaus benötigt die Herstellung von Chips auch Flusssäure, Fotolack und andere chemische Rohstoffe, und diese hochpräzisen chemischen Rohstoffe werden von Toyo geliefert (Südkorea wurde von Toyo abgeschnitten, was fast zu einem Chip-Shutdown führte). Selbst wenn die Hardwarebedingungen mit dem Herstellungsprozess erfüllt sind, kann die angesammelte industrielle Voreinstellungserfahrung (Gate Schaltung Anordnung und Kombination und erfolgreiche Funktionsrealisierung Form) des Intel Chips nicht über Nacht aufholen. Wir müssen mehr als zehn oder sogar zwanzig Jahre studieren.

2, Probleme der chinesischen Halbleiterindustrie:

Der technologische Fortschritt ist untrennbar mit dem Kapitalmarkt verbunden. Beginnen wir aus der Perspektive des Kapitals, um die Förderung des Chipmarktes und das Kapital dahinter zu analysieren.

Zunächst einmal hat die Chipindustrie eine bemerkenswerte und einzigartige Eigenschaft, dass ihre Aufrüstungsgeschwindigkeit ziemlich schnell ist. Im Gegensatz zu anderen Branchen gibt es auch im Low-End- und Low-Cost-Markt eine riesige Nachfrage. Durch Preisvorteil können wir vom Low-End ausgehen, den Markt allmählich erweitern, Talente ansammeln und zum High-End wechseln. Für Chips ist der Markt immer High-End-Chips mit ausgezeichneter Leistung, und es gibt fast keinen Low-End-Markt.

Zweitens ist für Unternehmen mit fortschrittlicher Chiptechnologie der neue Chipmarkt so groß, obwohl die Entwicklung und Voreinstellung von Chips und die Einrichtung von Produktionslinien viel Investitionen erfordern. Gleichzeitig kann eine Reihe ausgereifter Technologien wie hochpräziser Fotolack auch eine Großserienproduktion gewährleisten. Entwicklungsinvestitionen werden bald durch eine große Menge an Rohstoffen verwässert.

Darüber hinaus fehlt es Chinas Chipentwicklung nicht an Kapital (geben Dutzende Milliarden für Entwicklung aus) und Menschen, die Positionen in der grundlegenden Entwicklungswissenschaft und -technologie innehaben (es fehlt jedoch die Akkumulation von Chiperfahrungen). Bei der Kapitalanlage wird jedoch auf das Input-Output-Verhältnis geachtet. Die Kapitalgruppe befürchtet, dass die um zehn Milliarden investierten Produkte nicht einmal den Mainstream-Halbleiterprozess (Klemmenchip) einholen können und nur alte Produkte entwickeln können. Solch hohe Entwicklungskosten werden vom Markt nicht verwässert, aber der Preis von mittleren und Low-End-Chips ist teurer. Investitionen sind wie ein bodenloses Loch, so dass das Unternehmen keine Motivation hat, groß angelegte Investitionen und Entwicklung durchzuführen, die die Essenz des schwierigen Fortschritts der Chipindustrie ist.

Einfach ausgedrückt, wegen des First Mover Vorteils wurde der CPU Lebenszyklus Gewohnheitskreis gebildet. Der Desktop x86, eingebettete Arm und Software und Hardware Lebensgewohnheitskreis sind reif und stabil. Der Weg entlang der ausländischen Straße wird durch die Patentschranke blockiert. Wenn Sie Ihren eigenen Lebensgewohnheitskreis aufbauen, wie oben erwähnt, können Sie nur hoffen, dass das Land ihn kaufen kann. Es ist zu schwierig, Leben auf dem Markt zu retten.

3, Wie entwickelt man die Halbleiterchipindustrie?

Ich muss zugeben, dass nach der Analyse der oben genannten Gründe, die zur Verzögerung der Chipentwicklung in China führen, wie kann die Fähigkeit geändert werden?

1. Das Gesetz von MOLLE verliert allmählich an Wirksamkeit

Wie oben erwähnt, werden mit dem dichten Prozess nun 3nm-Prozesschips entwickelt und bereit, in die Massenproduktion gebracht zu werden. Die Verbesserung von Leistung, Oberflächenbehandlung und Dichtegeschwindigkeit stehen jedoch nicht im direkten Verhältnis, was zeigt, dass das MOLLE-Gesetz allmählich seine Wirksamkeit verliert. Unter der Voraussetzung, dass die grundlegende Physik nicht gebrochen wurde, wird die Verbesserung der Dichte von Halbleiterchips auf der ganzen Welt stagnieren, und wir können nur kontinuierlich bessere Prozesse optimieren und voreinstellen. Das gibt unserem Land auch eine einmalige Chance. Wenn wir nicht vorankommen, werden wir zurückfallen. Dennoch müssen wir zugeben, dass seine Chip-Preset-Erfahrung über Jahrzehnte angesammelt hat. In einem kleinen Detail können die Funktionen, die durch exquisite und geniale Preset erfolgreich realisiert werden, uns über Jahrzehnte oder sogar 20-Jahre wundern.

2. Führende Chipunternehmen ziehen sich vom chinesischen Markt zurück

Wie oben erwähnt, werden sich die Giganten der Halbleiterunternehmen mit First Mover-Vorteilen auf ihre starke wissenschaftliche Forschung und Erfahrung verlassen, um die Geschwindigkeit der Aufrüstung aufrechtzuerhalten. Der Markt braucht jedoch nur die neuesten und stärksten Chips, was gleichbedeutend mit der Monopolisierung des gesamten Chipmarktes ist und in einen Teufelskreis ohne Marktgewinn und ohne Macht fällt, in die Entwicklung zu investieren. Daher wird das Streben nach der Halbleiterindustrie viel schwieriger als andere Branchen sein.

Doch nun hat die Chip-Embargo-Politik eines Landes die Initiative ergriffen, sich vom chinesischen Markt zurückzuziehen. Obwohl dies keine kleine schlechte Nachricht für Chinas High-Tech-Unternehmen ist und viele Menschen den Leistungsabfall spüren werden, wenn sie inländische Chip-elektronische Einrichtungen während dieser Zeit verwenden, gibt es eine einmalige Gelegenheit für die Entwicklung der Chip-Industrie im Wandreiterland. Für uns kann es sein, dass wir die Unzulänglichkeit der selbst produzierten Chipleistung in kurzer Zeit tolerieren müssen. Aus breiter Sicht ist dies jedoch ein notwendiger Schritt, um erfolgreich kräftige Fortschritte zu erzielen. Unter dem Druck dieses nicht objektiven Markthintergrunds wird Chinas Chiptechnologie-Niveau erfolgreich fortgesetzt.

Angesichts der veränderten Dynamik der internationalen und kommerziellen Aktivitäten hat China auch eine Reihe von Politiken verkündet, um die Abhängigkeit der Halbleiterindustrie von Übersee zu beseitigen. Am 4.August des Jahres, als ich sprach, druckte und verteilte der Regierungsrat "wieviele politische Maßnahmen an der Verbesserung des qualitativ hochwertigen Fortschritts der integrierten Schaltungs- und Softwareindustrie in der neuen Periode beteiligt sind", in dem ausgedrückt wurde, dass Unternehmen mit einer Leitungsbreite von weniger als 28nm und einer Verwaltungsdauer von mehr als 15 Jahren innerhalb von zehn Jahren von der Körperschaftsteuer befreit werden.

Auch Intel, der weltweit größte Chiphersteller, bereitete sich in diesem Jahr darauf vor, sein Chipgeschäft an TSMC auszulagern. Neben dem unternehmerischen Denken gibt es Faktoren, die die Wirksamkeit des MOLLE-Technologiegesetzes selbst verlieren. Nach diesem Gesetz wird die Verbesserung der Chipproduktionstechnologie verlangsamen oder sogar stagnieren. Daher ist Intel nicht begierig, die neuesten 7Nm- und 5nm-Chipprozesse zu verfolgen.

1, MOLLEs Gesetz:

Dieses Gesetz wurde von Gordon MOLLE vorgeschlagen, einem der Gründer von Intel. Seine zentrale interne materielle Bedeutung besteht darin, dass sich die Anzahl der erträglichen Kristallröhren auf integrierten Schaltungen mit der Größe der Einheitsebene oder Objektoberfläche etwa alle 24-Monate verdoppelt, d.h. die Leistung des Prozessors wird sich alle zwei Jahre verdoppeln (dieses Gesetz ist nur die Erfahrung der Industrie, nicht das natürliche physikalische Gesetz). Dieses Gesetz eignet sich auch für die Entwicklung von Speicherkapazitäten für Computertreiber, die für viele Industrieunternehmen zur Grundlage geworden sind, vorab über Leistung zu spekulieren.

2, das Gesetz von MOLLE verliert allmählich seine Wirksamkeit:

Die neueste Forschung zeigt jedoch, dass der Prozesschip der ersten Generation 3nm dem 5nm-Chip ähnlich ist, seine Dichte um 70%, erhöht wird und die Geschwindigkeit um 10% ~~ 15%. Am Ende verbessert sich die Leistung des Chips jedoch nur um 25% ~ 30%. Die Oberfläche der Leistungsverbesserung ist nicht direkt proportional zur Verbesserung der Dichte und Geschwindigkeit. Daher sind moderne Chips mit dem neuesten 3nm-Prozess wahrscheinlich an die Grenze des physikalischen Maulwurfsgesetzes gestoßen.

1. Eindringen von Barrieren

Der Grund für den Wirkungsverlust liegt in der Grundphysik und der Quantenmechanik. Die klassische Mechanik besagt, dass ein Objekt (wie ein Elektron), das eine potenzielle Barriere durchläuft, mehr als eine Schwelle der Energiedurchstrahlungskapazität benötigt. Die Quantenmechanik erkennt, dass selbst wenn der Teilchenenergie-Strang kleiner als der Schwellenergie-Strang ist, eine kleine Charge zurückgeprallt wird und eine kleine Charge immer noch die potenzielle Barriere passieren kann.

2. Wahrscheinlichkeit des Eindringens von Barrieren

Wir alle wissen, dass Quantenmechanik das Studium von Teilchen im Mikromaßstab ist, und die subtilen integrierten Schaltungen in Halbleitern sind zufällig für dieses Gesetz geeignet. Verwenden wir t, um den Wahrscheinlichkeitskoeffizienten der Elektronen anzugeben, die die Barriere durchdringen, und a repräsentiert die Barrierebreite.

Aus dem obigen kann ersichtlich werden, dass die Wahrscheinlichkeit der Elektronenpenetration mit der Zunahme der Barrierebreite A schnell abnimmt. Es wird geschlossen, dass, wenn die Barriere sehr breit ist, die Energie-Strang-Differenz sehr groß ist oder die Partikelqualität groß ist, der Penetrationskoeffizient T âti0. Im Gegenteil, je enger die Potenzialbarriere, desto einfacher ist es, die Potenzialbarriere zu passieren und Quantentunneling-Effekt zu erzeugen.

Sieh dir die hochintegrierten Chips an. Der Spalt des Kristallrohrkreises wird immer enger, das heißt, die potenzielle Barriere wird immer enger. Wenn es klein bis zu einer bestimmten Entfernung ist, wird die Wahrscheinlichkeit des Quantentunnels stark zunehmen. Auf diese Weise wird das normale Denken und der Betrieb des Chips außer Betrieb geraten, und es ist unmöglich, die Leistung zu verbessern.

3. Was wird uns das Ende des Gesetzes von MOLLE bringen?

Rückblickend auf die letzten zwanzig Jahre hat sich die durchschnittliche Leistung von Computern oder Smartphones in zwei Jahren verdoppelt, und es ist sehr schnell, das Alte auszuspucken und das Neue zu akzeptieren. Mit der iterativen Förderung von Anwendungssoftware haben wir diese auch mehrmals als FMCG verändert. Diese werden durch kleinere, genauere und schnellere IC- und Chipprozesse abgestimmt. Wenn die Verbesserung der Halbleitertechnologie stagniert, werden unsere aktuellen Elektronikprodukte zu Gebrauchsgütern, die nicht leicht verschleißbar sind. Chips werden versuchen, ein Gleichgewicht zwischen Stabilität und Kosten zu erreichen. Schließlich werden sie zu Gebrauchsgütern, die nicht leicht zu verschleißen sind, wie Kühlschränke, Klimaanlagen und Fernseher. Wenn wir weiter vorankommen, sinkt auch die Gewinnspanne der Hersteller.

Zusammenfassend lässt sich sagen, wenn große Hersteller nach 3nm keine genaueren (verbesserte Leistung) und erschwinglicheren Chips mehr entwickeln können, wird die Chiptechnologie wahrscheinlich in Zukunft stagnieren. Es gibt jedoch zwei Seiten, über die man sprechen kann. Wenn du nicht voranschreitest, wirst du zurückfallen. Die Stagnation der gesamten Halbleiterindustrie dürfte auch einige Chancen für den Fortschritt der chinesischen Halbleiterindustrie bringen. Wir müssen jedoch erkennen, dass die Akkumulation von Technologie nicht über Nacht erreicht wird. Obwohl die Grundphysik auf einen Engpass gestoßen ist, kann die Chipvoreinstellung von inter in den letzten Jahrzehnten nicht einfach überwunden werden. Der smarte und clevere Detailvoreinstellung und Optimierungswert darin wird seit mehreren Jahren nachgedacht.

4, Supercomputer

Hier ist ein Supercomputer, der Supercomputing genannt wird. Seine Leistung verbessert sich im Einklang mit dem Gesetz von MOLLE weiter, als ob sie von nichts beeinträchtigt worden wäre. Unsere Supercomputing magische Kraft Taihu light hat Gleitkomma-Operationen (Laufpunkte) unter idealen Bedingungen, und sogar einige Leute, die arrogant sind und in der Welt dominieren, aber ist das wirklich der Fall?

Zunächst einmal müssen wir ein Konzept klären. Supercomputer konzentriert sich auf die Zusammenarbeit mit vielen Prozessoren, das heißt, die Leistung zu sammeln. Dabei geht es nicht besonders um die Erfahrung eines einzelnen Prozessors. Aus Sicht des Energieverbrauchsverhältnisses ist natürlich auch die Leistung eines einzelnen Prozessors sehr wichtig. Unsere magische Kraft Taihu light besteht darin, mehr Chips auf der Grundlage zu stapeln, dass der Prozess eines einzelnen Chips Intel um zwei Generationen hinterherhinkt. Es hängt von der exzellenten Linkarchitektur ab, um einen bestimmten Aspekt des Computings erfolgreich zu realisieren, der jenseits der Erfahrung liegt.

Im Allgemeinen können Sie, genau wie beim Hinzufügen einer unabhängigen Grafikkarte, immer rtx3090 hinzufügen, wenn Sie Geld haben. Sie müssen nur versuchen, die Architektur vorzustellen, die es vielen Grafikkarten ermöglicht, parallele Operationen durchzuführen, um mehr Rechenleistung auszuüben, und Sie können immer Geld hinzufügen (Geld auf andere Weise hat Erfahrung, aber leider kann es nicht unbegrenzt hinzugefügt werden).

1. Was ist der zentrale Indikator für Supercomputing?

Wir alle wissen, dass Supercomputing darauf abzielt, Leistung zu sammeln. Wenn Sie jedoch 1000-Chips hinzufügen, beträgt der tatsächliche Berechnungsspitz nur 100-Chips, was zu teuer ist. Daher wird international allgemein angenommen, dass der sinnvollste Indikator für Supercomputing Geschwindigkeit ist. Das heißt, der Prozentsatz des berechneten Peaks zum theoretischen Peak, das heißt, die Leistung, die er erbringen kann.

(Anmerkung: Der berechnete Spitzenwert wird durch Linpack-Verfahren ermittelt, welches ein international anerkannter Standard ist. Ist ein Open-Source-Parallelverfahren für Super-Large-Scale Gleichungen erster Ordnung)

2. Überrechenrate

Die Rate bezieht sich hier auf die parallele Verarbeitungsrate. Bevor wir über Geschwindigkeit sprechen, wollen wir zuerst ein Konzept verstehen. Die Besonderheit paralleler Verfahren besteht darin, ein großes Problem in die Anzahl kleiner Probleme zu unterteilen, die von mehreren Prozessoren berechnet werden sollen. Gleichzeitig stimmt es auch über seine Notwendigkeit, Werte zwischen mehreren Prozessoren auszutauschen, das heißt Kommunikation. Generell ist das serielle Verfahren in der Kommunikationszeit im Speicher hauptsächlich nachlässig (es muss im Kontext von harten Leistungsanforderungen wie großen numerischen Bibliotheken optimiert werden). Für das Supercomputing paralleler Prozeduren werden tatsächlich mehrere unabhängige Computer über das Netzwerk miteinander verbunden, was eine Art knotenübergreifende Kommunikation ist. Die Leistung des Netzwerks stimmt direkt über die Kommunikationszeit ab und beeinflusst die Endrate. Normales Supercomputing wird es für angemessen halten, ein privates Netzwerk mit mindestens 10-Gigabit-Bandbreite zu verwenden.

Nachdem wir die obigen Konzepte verstanden haben, schauen wir uns die folgende Formel an:

Parallele Prozedur Laufzeit des Prozessors Laufzeit der Kommunikation Zeit der Kommunikation

Parallele Verarbeitungsrate; serielle Verarbeitungszeit; parallele Verarbeitungszeit; Anzahl der Prozessoren X100%

Aus der obigen Formel kann ersichtlich werden, dass, wenn wir denken, dass es angemessen ist, Parallelisierung (einschließlich Heterogenität) zu verwenden, um die Laufzeit von Prozeduren zu reduzieren, dies wahrscheinlich die Kommunikationszeit erhöht. Unter der Bedingung, dass die Leistung einer einzelnen Entsorgung dauerhaft festgelegt ist, ist die Optimierung der Netzwerkreduktion entscheidend. Der Ratenindex wiegt direkt, ob es sich lohnt, das zu tun. Schließlich haben Sie einen Panzerwagen mit 100-Pferden gewonnen, was keine Frage der Selbstzufriedenheit ist.

Wir müssen zugeben, dass es seit dem Zweiten Weltkrieg keinen Fortschritt in der physikalischen Grundlagenforschung gegeben hat. Betrachtet man die Industrien in den Bereichen Energie, Materie, Materialien usw., so gibt es im Vergleich zu den 1950er und 1960er Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg kaum Fortschritte und Verbesserungen. Es geht vielmehr darum, grundlegende Theorien wie die Quantenmechanik in der angewandten Wissenschaft weiterzuführen. Halbleiter entstand auch in der Erforschung der Energiebandtheorie in der Quantenmechanik. Seine Anwendung hat die sich schnell verbessernde IT-Branche von heute geschaffen.

IT-Branche:

IT-Industrie

Die Branche, die heute noch rasche Fortschritte machen kann, ist die IT-Branche, die auf Chip-Computing-Erfahrung basiert. Wir können nicht umhin zu fragen, ob der Fortschritt der IT-Branche auf einen Engpass stoßen wird, da der Betrieb der Kristallröhre erfahrbar und nah an der physischen Grenze ist und das Gesetz von MOLLE allmählich verschwindet? Das bringt uns ein Problem. Nachdem die treibende Kraft des wirtschaftlichen Fortschritts verschwunden ist, wird die Verbesserung der Arbeitskräfte stagnieren. Wenn die Bevölkerung und das Verlangen bis zu einem gewissen Grad zunehmen, wenn sich die Wirtschaft nicht verbessert, wird sich ein großer sozialer Widerspruch bilden. Erst mit dem Bruch und Fortschritt von Wissenschaft und Technik, wie dem Kapazitätswachstum der drei industriellen Revolutionen, führte die Arbeitskräfte die Menschen aus der Malthusianer Grube.

Unter der aktuellen Situation, dass 7Nm kommerzialisiert wird, sind 5nm- und 3nm-Chips nah an der Grenze und MOLLEs Gesetz wird seine Wirksamkeit verlieren, wo ist der Ausweg für die zukünftige Halbleiter- und sogar die IT-Industrie? Vielleicht beinhaltet eine andere Anwendung der Quantenmechanik andere Theorien wie Quantenverschränkung, also Quantenkommunikation und Quantencomputer.

Quantencomputing:

Quantencomputing ist zweifellos eine weitere Revolution im Bereich der Datenverarbeitung. Wir drücken die kleinste Informationseinheit aus, das heißt die Bitübertragungszählmaschine. Wir verwenden Kristallröhren, um erfolgreich zu erkennen, ob die Schaltung eingeschaltet ist und 0 oder 1 ausdrückt. Quantencomputer drücken immer die Spinrotation eines Protons aus. Zur gleichen Zeit kann ein Proton aufgrund des Überlagerungszustands des Quanten unter vielen Bedingungen gleichzeitig existieren, das heißt, es speichert eine Vielzahl von Variablen, bewegt sich weiter und realisiert erfolgreich Mehrzweck-parallele (simultane) Operation. Mit Erfahrung in der Berechnung wird es natürlich exponentiell verstärkt, und die Berechnungsrate steigt hundertmal.

Zum Beispiel wird die Interaktion zwischen dem System, das aus quantenkohärenten Einheiten besteht, und seinem umgebenden Hintergrund das schnelle Verschwinden von Quanteneigenschaften verursachen. Dieser Prozess wird als "Dekohärenz" bezeichnet, die sich nur auf wenige Zehntelsekunden verlängern lässt. Mit der Zunahme der Anzahl von Quantenbits nimmt die Möglichkeit des Kontakts mit dem umgebenden Hintergrund zu. Wie verlängert man die relevante Zeit ist der Schlüssel geworden; Darüber hinaus wird Quantencomputing dem Einfluss von Kalorien und zufälliger Agitation begegnen, allgemein bekannt als Rauschen, was zu falschen Endergebnissen und so weiter führt; Sein Betriebshintergrund ist auch extrem hart, und seine Nachfrage ist fast vollständig Null.

Ausblick:

Halbleiterchip-Manufacturingist eine Industrie, die Wert auf die Anhäufung von Grundlagenwissenschaften und Technologie legt, und benötigt die Angemessenheit der gesamten Industriekette in vielen Bereichen. Es gibt keine Abkürzung zum Chip Fortschritt. Wir müssen Schritt für Schritt aussteigen. Im Kontext des gegenwärtigen Krieges der Geschäftstätigkeit haben wir die Ernsthaftigkeit der Schlüsseltechnologien erkannt, die von anderen kontrolliert werden, und glauben, dass wir zu steigenden Investitionen aufschauen und schließlich gute Fortschritte im Halbleiterbereich machen werden.

Um den Wettbewerb auf nationaler Ebene weiter loszuwerden, sollten wir erkennen, dass der technologische Durchbruch im Bereich der Halbleiterchips nicht nur Vorteile für ein Land bringen wird, sondern auch gute Nachrichten für den allgemeinen Fortschritt und Fortschritt des gesamten Volkes bringen wird. Sobald die Technologie erfolgreich realisiert ist, ist es nichts, um die malthusische Falle zu brechen. Was wir tun können, ist, einen guten Forschungshintergrund aufzubauen, Talente zu respektieren, zu kultivieren und zu achten, die Grundwissenschaft zu brechen und schließlich erfolgreich den Fortschritt und die Verbesserung der allgemeinen sozialen Form der Menschen zu verwirklichen.

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