Halbleiterchips-integrierte Leiterplatte, (IC)

2021-08-19

Author：T.Kim

Chip, auch als integrierte Leiterplatte - IC bekannt, ist eine Form von Halbleiterkomponenten, inaktiven Komponenten und anderen kleinen Maßstab, kann eine große Anzahl von Mikroanschlusstransistoren in einen kleinen Chip integriert sein.

Halbleiter

Integrierte Leiterplatte - IC

So Chip besteht aus einem Verbindungstransistor, alle Arten von Festkörper-Halbleiterkomponenten (Diode, Verbindungstransistor), Mitte und Ende 2000 Halbleitertechnologie Fortschritt zu verbessern für integrierte Schaltung Chips werden möglich, von manueller Montage mit der Kupplung von elektronischen Komponenten integrierte Leiterplatte ist zuverlässiger, hohe Leistung (kleine Größe kurzer Weg schnell schalten niedrige Leistungskomponenten, niedriger Energieverbrauch), niedrige Kosten (Foto-Board-Technologie, 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 Grundlagenwissenschaft nicht grundlegend gebrochen worden, 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 des Fortschritts der digitalen Wirtschaft und eine neue treibende Kraft für qualitativ hochwertigen wirtschaftlichen Fortschritt. Daher wird die Welt in absehbarer Zukunft einen Trend der starken Investitionen in die digitale Infrastruktur einleiten.

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 Verbrennungsstoffe zu den zentralen Produktionsfaktoren werden; Entsprechend der neuen digitalen Infrastruktur sind KI, 5G, Internet der Dinge und Cloud Computing zu neuen Produktionswerkzeugen geworden, während Rechenleistung und Wert zu den zentralen Produktionsfaktoren der oben genannten Werkzeuge geworden sind. Rechenleistung und Wert sind zu den führenden Höhen des aktuellen Weltwettbewerbs geworden.

3.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.

4.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 numerisches Unternehmen, prognostiziert im Voraus, dass bis 2023 der Produktionswert der digitalen Wirtschaft 67% des chinesischen BIP ausmachen wird. Starke und unabhängige Rechenleistung wird der Eckstein des wirtschaftlichen Fortschritts Chinas werden, und die Investition und Entwicklung von Rechenleistung des zentralen Faktors wird Chinas langfristiger Plan werden. Es besteht kein Zweifel daran, dass die Länder, die diese beiden Felder besetzen, in den nächsten Jahrzehnten eine wichtige und praktische Macht erreichen werden, sogar die Weltordnung nach dem Wahltag.

Halbleiter ist eine Art Ding, dessen Leitfähigkeit zwischen Leiter und Isolator liegt (was unten im Detail diskutiert wird). Es wurde erst weit lizenziert, bis die hohe Reinigungstechnologie von Materialien in den 1930er Jahren verbessert wurde. 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 unterteilt sich in Mikroprozessor, Speicher, Denkgesetzeinheit und Imitationskomponente. Wir verwandeln 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 des Chips

1971 kam der erste kommerzielle Prozessor 4004 von Intel heraus, der 2250 Kristallrohre und 60.000 Operationen pro Sekunde integrierte. Seine Exposition war revolutionär, brachte die anschließende Computer- und Internetrevolution und veränderte weiterhin die ganze Welt.

1978 kam der berühmte 8086-Prozessor von Intel heraus und wurde 1981 auf IBM-Computer angewendet. Dann gibt es weitere Modelle wie 80286.

1985 entwickelte Intel den ersten 32-Bit-Prozessor 80386. Auf Grundlage der Kompatibilität und Kooperation mit IBM PC etablierte sich Intel fest auf dem Markt für kompatible Maschinen und trat im gleichen Jahr in den chinesischen Markt ein. Es gibt auch verbesserte Modelle 80486, 586 usw. Xiaosheng erinnerte sich, dass der erste Win95-Prozessor-Computer, der in einer Stunde verwendet wurde, der Chip der Serie 80486 ist.

1993 startete Intel Pentium. Zu diesem Zeitpunkt erreichte die Anzahl der Kristallrohre 3,2 Millionen. Die Erfahrung des Floating-Point-Betriebs wurde stark verstärkt 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 von High-End-Chips geworden.

Im Jahr 2001 wurde der erste 64-Bit-Prozessor von Intel Itanium geboren, der hauptsächlich für High-End-Computing-Hintergründe auf Unternehmensebene verwendet wird, dh Server, die Peers übertreffen und der Führer von Server-Chips werden.

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

Im Jahr 2014 führte Intel Xeon E7-Prozessoren auf den Markt, wobei bis zu 15 Prozessorzentren die größte Anzahl an Prozessoren in Intel Center wurden. Xeon wird hauptsächlich im Serverbereich eingesetzt und kann auf Internetverarbeitungstechnik, Bild- und Multi-TV-Stationen usw. angewendet werden.

8.Im Jahr 2017, nachdem Intel Mobileye von verschiedenen Orten gekauft hatte, begann es Fortschritte in Richtung integrierter KI "Algorithmus + Chip" zu machen. In der Umgebung der intelligenten KI verwenden NVIDIA und Intel Technologien wie das Deep Learning-neuronale Organnetzwerk, 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 in der Regel zwischen Metallen und Nichtmetallen. Zum Beispiel verpasst das Na-Atom ein Elektron und wird zu einem Na+-Teilchen, das Cl-Atom erhält ein Elektron und wird zu einem CL-Teilchen und die beiden Atome werden zu heterosexuellen Ladungen. Durch Strom werden sie durch magnetische Energie zusammengezogen und werden zu NaCl, d.h. Salz und Natriumchlorid; Kovalente Bindungen erfordern in der Regel die Verklebung nichtmetallischer Elemente. Verschiedene Atome können nebeneinander mit zusätzlichen Kernelektronen Elektronenpaare 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 Elemente der Gruppe C im Periodensystem gibt, was Elektronen nicht leicht zu verpassen oder zu erhalten ist. Das ist das Konzept des Halbleiters. Mit der Zunahme der Anzahl der Elektronenschichten wird es jedoch immer einfacher werden, Elektronen in dieser Gruppe von Elementen (Si spätere Elemente Ge, Sn, Pb usw.) zu verpassen. Es wird festgestellt, dass Silizium Si aufgrund seiner angemessenen Anzahl an Elektronenschichten und der Anzahl an Elektronen in der äußersten Schicht zu dem besten Halbleitermaterial in unseren Augen geworden ist. Dies ist auch der Ursprung des "Silicon Valley", wo sich die Hightech-Industrien der Welt versammeln. Das "Silicon Valley" ist auch der erste Ort, um Halbleiterchips auf Siliziumbasis zu studieren und zu produzieren, weil es benannt ist.

Kristallrohre & IC

2.Crystal Rohre und integrierte Schaltungen:

Diode ist eine der kristallinen Röhre. Es handelt sich um ein elektronisches Bauteil, das Strom in einer Richtung aus Halbleitermaterialien (Silizium, Selen, Germanium usw.) leiten kann. Das heißt, sie wird eingeschaltet, wenn Anode und Kathode der Diode eine Vorwärtsspannung erhalten und endet, wenn die Rückspannung gegeben wird, was dem Anschluss und dem Bruch eines Schalters entspricht. Nun haben wir den grundlegendsten Signaldifferenz. Zum Beispiel erfassen wir die Stromleitung als 1 und den Bruch als 0. Dies ist die Computersprache 0 und 1, die wir sehr gut kennen. Jetzt sind C, C++, JS und H5 Sprachen geworden, was auch eine Möglichkeit ist, solche 01 Sprachen auf eine Weise zu übersetzen, die wir bequem verstehen und bearbeiten können.

Nach der Geburt der Diode können wir das ursprüngliche Denkgesetz vorlegen. Jeder, der den Verlauf des halbautomatischen Steuerprinzips studiert hat, weiß, dass es eine und oder keine Gate-Schaltung gibt (zum Beispiel realisiert das und Gate erfolgreich die Ausgabe von 1 gleichzeitig). Alle Arten von Torschaltungen werden parallel und in Reihe zusammengefasst. Die scheinbar einfachen denkenden Gesetz-Gate-Schaltungen können erfolgreich sehr komplexe Berechnungen realisieren, nachdem Hunderte von Millionen von Anordnung und Kombination von Gate-Schaltungen zusammengekommen sind (wo die Anordnung und Kombination-Voreinstellung von Gate-Schaltungen nicht nur die Voreinstellung der Chiptechnologie ist, sondern auch das zentrale Element der Abstimmungschipleistung, Es braucht die Ansammlung von Technologie für eine lange Zeit), und der Chip ist die Aggregation dieser Art von Computerschaltung, das heißt integrierte 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, Verifizierung, Post-Simulation, Signoff-Suche und senden Sie dann die festgelegten Statistiken an die Agentenfabrik.

Wir müssen ein Prinzip über die Voreinstellung kennen. Um eine bestimmte Funktion erfolgreich zu realisieren, muss sich die Chip-Voreinstellung auf eine vorgegebene Architektur verlassen. Bisher umfassen die Mainstream-Chip-Architekturen x86 (exklusiv für Intel und AMD, die den PC-Markt dominieren), arm (mobile Convenience-Einrichtungen), risc-v (aufsteigender Stern, weit verbreitet in intelligenten Wearable-Einrichtungen), MIPs (hauptsächlich in Gateways Set-Top-Box verwendet), da die Arm-Architektur einen einzigartigen Platz des niedrigen Stromverbrauchs und der niedrigen Kosten hat, ist sie besonders bei mobilen Geräten wie Mobiltelefonen beliebt (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.

Produktionslinie

2. Produktion:

Sauerstoffversorgung - Filmabscheidung - Lithographie - Ätz - Ionenperfusion - Reinigung.

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

Gelatine gleichmäßig auf den Siliziumwafer auftragen, die Licht (Lithographie-Maschine) Karte steuern, die Eigenschaften der Gelatine an der speziell bezeichneten Position ändern (löslich in Wasser) und dann mit Wasser spülen, um die Nut des Siliziums 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.

Die übrigen Stellen können auch mit einer lichtempfindlichen Beschichtung bedeckt werden, und das Silizium kann mit korrosiver Lösung korrodiert werden, um Kristallrohre zu bilden.

Natürlich können Sie auch Metallmaterialien mischen, um Drähte, Strom oder Widerstand zu bilden.

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. Paketprüfung:

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

Eine zufriedenstellende Prüfung kann Produkte, die nicht den Qualitätsstandards entsprechen, veraltet machen, bevor sie den Benutzern erreichen, was entscheidend ist, um Produktion und Qualität zu erhöhen und einen tugendhaften Kreis der Produktion und Vermarktung aufzubauen. Die Testmaschine ist ein erfolgreicher Test, um zu überprüfen, ob der Chip den vorgegebenen Zweck erfüllt, die Auswirkungen von Hintergrundänderungen auf ihn und die ungleichmäßige Lebensdauer zu untersuchen.

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 kann gesehen werden, dass unsere Abhängigkeit von Chips immer noch ziemlich groß ist. Um die aktuelle Situation von Halbleiterchips in China zu untersuchen, müssen wir uns zuerst die Arbeitsteilung im gesamten Prozess der Chipindustrie ansehen.

Weltkette der Chipindustrie:

Chinas Präzisionsunternehmen, ausländische Früchte, AMD, Qualcomm und andere berühmte Hersteller machen oft nur Voreinstellungen, die wir fabless Chip-Voreinstellungen nennen; Nach der Voreinstellung liefern Sie die Zeichnungen an eine Drittanbieter-Chip-Herstellungsgießerei wie TSMC oder Samsung; Nach der Herstellung ist es kein fertiges Produkt, sondern ein großer runder Siliziumkreuzkristall. Es muss auf Tag Farbe 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 Chipfertigungsprozesse sind oben beschrieben, es gibt jedoch seltene Ausnahmen. Zum Beispiel ist der gesamte Prozess von Supergroßen Unternehmen wie Intel und Samsung von selbst ausgewogen, das heißt, die Voreinstellung, Produktion, Test und Verpackung werden alle von selbst durchgeführt. In der Regel nennen wir diesen Standardstil IDM-Standardstil. In der Tat haben wir zunächst alle Chips im IDM-Standardstil hergestellt, aber später haben wir über die Kosten und Geschwindigkeit nachgedacht. Schließlich ist der Aufbau einer Produktionslinie selbst zu teuer, und das Upgrade 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 Chip-Voreinstellung, Produktion und Testverpackung und dem Weltstandard:

Nachdem wir die weltweite Chipindustriekette beendet haben, kehren wir zurück zum Prozessfluss des Chips selbst, d.h. zur Voreinstellung, Produktion und Verpackungsprüfung. Analysieren wir es aus diesen drei Dimensionen.

Chip-Voreinstellung:

Chip-Voreinstellung ist in der Regel unterteilt in: Front-End-Voreinstellung, Front-End-Simulation, Back-End-Voreinstellung, Verifizierung, Post-Simulation, Signoff-Untersuchung und senden Sie dann die festgelegten Statistiken an den OEM.

Wie oben erwähnt, machen viele große Unternehmen, einschließlich Huawei Hisilicon, nur Chip-Presets, also ist Hisilicon im Grunde ein Chip-Preset-Unternehmen.

1.Arm Architektur:

Wie oben erwähnt, umfassen bislang die Mainstream-Chip-Architekturen x86 (exklusiv für Intel und AMD, die den PC-Markt dominieren), arm (mobile Convenience-Einrichtung), risc-v (aufsteigender Stern, weit verbreitet in intelligenten Wearable-Einrichtungen), MIPs (hauptsächlich in Gateways und Set-Top-Boxen verwendet), da die Arm-Architektur einen geringen Stromverbrauch hat. Der einzigartige Ort der niedrigen Kosten wird besonders vom blauen Auge mobiler Einrichtungen wie Mobiltelefone beeinflusst (Arm und x86-Architektur sind die beiden größten Architekturen in Bezug auf Marktanteil).

Unser Präzisionsunternehmen stammt aus der sekundären Forschung und Entwicklung basierend auf der öffentlichen Versionsarchitektur von Arm Enterprise. Obwohl arm ein britisches unternehmen ist und behauptet, nicht von der handelsabteilung von land a beeinflusst 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 des Anweisungssets der nächsten Generation unabhängig vorzusetzen, ist der Schwierigkeitsgrad sehr hoch.

2.EDA-Voreinstellung:

Die Chipstruktur ist die Voraussetzung. Wenn Sie eine Baustelle und Schaumstoffzement wählen, benötigen Sie auch einen spezifischen Architekturplan, das heißt Chip-Voreinstellung. In diesem Prozess haben wir über die gesamte Reise gesprochen, die EDA-Software erfordert (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 zu gewährleisten. Die Designer müssen nur mehrere Schlüsselpositionen ändern, was das unkontrollierte 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.

Smart EDA-Softwareanbieter bieten auch kostenlose EDA-Software an Gießereifabriken wie TSMC, die die Gießerei erfordern, EDA-Software mit numerischen Paketen grundlegender Informationen von Komponenten und denkenden Gesetzeseinheiten wie Kristallrohre, MOS-Rohre, Widerstände, Kondensatoren usw. zur Verfügung zu stellen. Die numerischen Pakete werden kontinuierlich optimiert und mehrmals (manchmal pro Monat) aktualisiert und Formüberprüfung und Bindung mit der Software, Daher unterstützt es im Grunde nur die neueste Version. Im Gegensatz zu piratischer Software 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 verifizieren, ist es wahrscheinlich, dass der vorgegebene Chip nicht laufen kann, was zu einem Streaming-Fehler führt, und ein Streaming-Fehler bedeutet, dass Hunderte von Millionen von Geldern verloren gegangen sind, und das Kostenrisiko ist sehr hoch.

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

3.Chip Herstellung:

Der Prozess der Chipfertigung kann grob in: Sauerstoffversorgung - Filmabscheidung - Lithographie - Ätz - Ionenperfusion - Reinigung unterteilt werden;

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 in der Chipfertigung nur eine Schlüsseltechnologie - die Lithographie - erwähnt werden. Eine Lithographie-Maschine projiziert ein Schaltbild auf eine mit Photoresist bedeckte Siliziumwafer; Die Ätzmaschine korrodiert das parallele Zweigschema auf dem Siliziumwafer, der gerade das Schaltbild gezeichnet hat. Die beiden Einrichtungen ergänzen sich gegenseitig und eine kann nicht fehlen.

Die EUV-Lithographie-Technologie hat einen hohen Schwierigkeitsgrad (die verbesserte Version von DUV hat sich nach der Unterdrückung von flüssigem Metallzinn erfolgreich von großer auf kleine Wellenlänge geändert, was hier nicht im Detail beschrieben wird). Die Entwicklung begann vor mehr als 20 Jahren mit der Beteiligung von fast 40 Ländern, einschließlich aller europäischen Länder. Allerdings behaupteten nur die Vereinigten Staaten fest, dass am Ende der Grad der technischen Schwierigkeiten 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 mehrmals vergrößern, ist sie komplexer als die topographische Karte der gesamten New York-Stadt und der Vororte. Stellen Sie sich vor, die gesamte topographische Karte von New York und den Vororten auf einem Chip mit einer Fläche von nur 100 Quadratmm aufzunehmen (die Größe eines Kristallrohrs ist kleiner als eines der Extremen 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 Spitzengebiet der Lithographie-Technologie wird vom niederländischen Unternehmen ASML (ASML) monopoliert und seine 5nm-Lithographie-Maschine wurde in Betrieb genommen. In diesem Jahr wurden der A14-Prozessor von TSMC, die Qualcomm Xiaolong 875-Serie und der Mascot 9000-Prozessor alle von dieser Anlage hergestellt. Bisher ist Chinas Lithographie-Maschine der 28nm-Prozess der Mikroelektronik. Es gibt eine Ära der Erfahrungsunterschiede in der Entwicklung und eine doppelte Erfahrungsunterschiede in der Massenproduktion. Wie bei vielen anderen Links, haben sie sogar gerade erst begonnen zu gehen.

Packungstest:

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

Weltkette der Chipindustrie:

Vergleich zwischen Chinas Chip-Voreinstellung, Produktion und Testverpackung und dem Weltstandard:

1.Chip-Voreinstellung:

Wie oben erwähnt, machen viele große Unternehmen, einschließlich H-Hisilicon, nur Chip-Preset, also ist Hisilicon im Grunde ein Chip-Preset-Unternehmen.

2.Arm Architektur:

Unser Unternehmen High Precision stammt aus der sekundären Forschung und Entwicklung basierend auf der öffentlichen Versionsarchitektur von Arm Enterprise. Obwohl arm ein britisches unternehmen ist und behauptet, nicht von der handelsabteilung von land a beeinflusst 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 Anweisungssets der nächsten Generation unabhängig vorzusetzen, ist der Schwierigkeitsgrad sehr hoch.

3.EDA-Voreinstellung:

Unser Hochpräzisionsunternehmen 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 ist es in der Lage, einige Bereiche zu 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.

Chipfertigung:

Der Prozess der Chipfertigung kann grob in: Sauerstoffversorgung - Filmabscheidung - Lithographie - Ätz - Ionenperfusion - Reinigung unterteilt werden;

Lithographie:

Zweitens kann in der Chipfertigung nur eine Schlüsseltechnologie - die Lithographie - erwähnt werden. Eine Lithographiemaschine projiziert einen Schaltplan auf einen Siliziumwafer, der mit Photolack bedeckt ist. Die Ätzmaschine korrodiert das parallele Zweigschema auf dem Siliziumwafer, der gerade das Schaltbild gezeichnet hat. Die beiden Einrichtungen ergänzen sich gegenseitig und eine kann nicht fehlen.

Packungstest:

Freunde, die den Chip verstehen, denken vielleicht, dass China in der ersten Spalte der Welt in der Verpackung und Testverbindung steht. Die reale Situation ist jedoch, dass die Polierprüfmaschine von japanischen und amerikanischen Unternehmen monopoliert 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% nicht ausreicht.

Verpackungstest

Nach der Lücke zwischen Chinas Halbleiterchips und den weltweiten Standards in Bezug auf Voreinstellung, Produktion und Verpackungsprüfung sollten wir nicht zu optimistisch sein. Tatsächlich sind wir nicht ohne Erfahrung in EDA, Produktion, Lithographie und OEM. Huada Jiutian, Zhongwei Elektronik, Hisilicon und andere Unternehmen haben in verschiedenen Bereichen viel Grundlage gelegt. In einigen Punkten und Bereichen können wir sogar mit der Frontlinie vergleichen. Was wir jetzt tun müssen, ist, immer mehr Punkte auftauchen zu lassen und schließlich eine reife und vollständige Halbleiterindustrie-Kette durch koordinierte Fortschritte von Punkt zu Bereich zu bilden, die nicht mehr von anderen kontrolliert werden.

Nachdem wir die aktuelle Situation und die Lücke in der Halbleiterchiptechnologie Chinas verstanden haben, müssen wir tief darüber nachdenken, wie wir sie erfolgreich verfolgen und übertreffen können.

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 usw.), wird sich die Lücke zwischen aufsteigenden Sternen und ihr allmählich verringern. China hat die Fensterperiode des Fortschritts in der Halbleiterindustrie in der Geschichte verloren, gepaart mit bestimmten Entscheidungsfehlern, die zu der inaktiven Situation der Halbleiterchipindustrie führen. Allerdings hat die schnelle Entwicklung der chinesischen Photovoltaikindustrie in den letzten Jahren auch die hochkristallinen 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.

Probleme der chinesischen Halbleiterindustrie:

Der technologische Fortschritt ist untrennbar vom Kapitalmarkt. Lassen Sie uns von der Perspektive des Kapitals beginnen, um die Förderung des Chipmarkts und des Kapitals dahinter zu analysieren.

Zunächst einmal hat die Chipindustrie ein bemerkenswertes und einzigartiges Merkmal, dass ihre Upgrade-Geschwindigkeit ziemlich schnell ist. Im Gegensatz zu anderen Branchen besteht auch eine große Nachfrage im Low-End- und Low-Cost-Markt. Durch Preisvorteil können wir vom Low-End beginnen, den Markt allmählich erweitern, Talente sammeln und zum High-End bewegen. Für Chips ist der Markt immer High-End-Chips mit ausgezeichneter Leistung, und es gibt fast keinen Low-End-Markt.

Zweitens, für Unternehmen mit fortgeschrittener Chiptechnologie, obwohl die Entwicklung und Voreinstellung von Chips und die Einrichtung von Produktionslinien viel Investitionen erfordern, ist der neue Chipmarkt so groß. Gleichzeitig kann eine Reihe von ausgereiften Technologien wie hochpräziser Photoresist auch die Großproduktion sicherstellen. Entwicklungsinvestitionen werden bald durch eine große Menge an Rohstoffen verdünnt.

Darüber hinaus, Chinas Chip Entwicklung, China fehlt nicht an Kapital (geben zehn Milliarden an Entwicklung) und Menschen, die Positionen in der grundlegenden Entwicklung Wissenschaft und Technologie (aber es fehlt Chip Erfahrung Akkumulation). Die Investition des Kapitals achtet jedoch auf das Input-Output-Verhältnis. Die Kapitalgruppe ist besorgt, dass die von zehn Milliarden investierten Produkte nicht einmal den Mainstream-Halbleiterprozess (Terminalchip) aufholen können und nur alte Produkte entwickeln können. Solch hohe Entwicklungskosten werden vom Markt nicht verdünnt, aber der Preis von Mittel- und Low-End-Chips ist teurer. Investitionen sind wie ein bottenloses Loch, so dass das Unternehmen keine Motivation hat, große Investitionen und Entwicklungen umzusetzen, die das Wesen des schwierigen Fortschritts der Chipindustrie sind.

Einfach ausgedrückt, aufgrund des ersten Mover-Vorteils ist der CPU-Lebensgewohnheitskreis gebildet worden. Der Desktop x86, Embedded Arm und Software- und Hardware-Lebensgewohnheitskreis sind ausgereift und stabil. Der Spaziergang entlang der ausländischen Straße wird durch die Patentbarriere blockiert. Wenn Sie Ihren eigenen Lebensgewohnheitskreis aufbauen, wie oben erwähnt, können Sie nur hoffen, dass das Land es kaufen kann. Der Markt braucht keine Low-End-Chips. Es ist zu schwierig, Leben auf dem Markt zu retten.

Wie entwickelt man die Halbleiterchipindustrie?

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

1. Molles Gesetz verliert allmählich seine 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 Chip-Unternehmen ziehen sich aus dem chinesischen Markt zurück

Wie oben erwähnt, werden sich die Riesen der Halbleiterunternehmen mit First-Mover-Vorteilen auf ihre starke wissenschaftliche Forschung und Erfahrung verlassen, um die Geschwindigkeit des Upgrades aufrechtzuerhalten. Der Markt braucht jedoch nur die neuesten und stärksten Chips, was dem Monopolieren des gesamten Chipmarkts entspricht und in einen Teufelskreis von keinem Marktgewinn und keiner Macht, in die Entwicklung zu investieren, fällt. Daher wird die Verfolgung der Halbleiterindustrie viel schwieriger sein als andere Industrien.

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 Veränderungen in der Dynamik der internationalen und kommerziellen Aktivitäten hat China auch eine Reihe von Politiken verabschiedet, um die Abhängigkeit der Halbleiterindustrie vom Ausland zu beseitigen. Am 4. August des Jahres, als ich sprach, druckte und verteilte der Regierungsrat "wie viele politische Politiken zur Verbesserung des qualitativ hochwertigen Fortschritts der integrierten Schaltungsindustrie und der Softwareindustrie in der neuen Periode involviert sind", in der ausgedrückt wurde, dass integrierte Schaltungsunternehmen mit einer Linienbreite von weniger als 28nm und einer Verwaltungszeit von mehr als 15 Jahren innerhalb von 10 Jahren von der Unternehmenssteuer befreit werden.

In diesem Jahr bereitete sich Intel, der größte Chiphersteller der Welt, auch darauf vor, sein Chipgeschäft an TSMC zu outsourcen. Neben dem Geschäftsdenken gibt es Faktoren, die die Wirksamkeit des Gesetzes von MOLLE über die Technologie selbst verlieren werden. Nach diesem Gesetz wird sich die Verbesserung der Chipfertigungstechnologie verlangsamen oder sogar stagnieren. Daher ist Intel nicht bestrebt, 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.

Molles Gesetz verliert allmählich seine Wirksamkeit:

Die neuesten Forschungen zeigen jedoch, dass der erste Generation 3nm Prozesschip ähnlich 5nm Chip ist, seine Dichte um 70% erhöht und die Geschwindigkeit um 10% ~ 15% erhöht wird. Allerdings wird am Ende die Leistung des Chips nur um 25% ~ 30% verbessert. Die Oberfläche der Leistungsverbesserung ist nicht direkt proportional zur Verbesserung der Dichte und Geschwindigkeit. Daher sind zeitgenössische Chips mit dem neuesten 3nm-Prozess wahrscheinlich auf die Grenze des physikalischen Maulwurfgesetzes gestoßen.

1.Barriere Penetration

Der Grund für den Effektivitätsverlust hängt mit der Grundphysik und der Quantenmechanik zusammen. Die klassische Mechanik hält, dass ein Objekt (wie ein Elektron), das durch eine Potenzialbarriere geht, mehr als eine Schwellenenergie + Strahlenkapazität benötigt. Die Quantenmechanik erkennt an, dass selbst wenn die Partikelenergie + Strang kleiner als die Schwellenenergie + Strang ist, eine kleine Charge reboundt und eine kleine Charge immer noch durch die Potenzialbarriere passieren kann.

2. Wahrscheinlichkeit der Penetration der Barriere

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

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.

Schauen Sie sich jetzt die hochintegrierten Chips an. Der Spalt des Kristallrohrkreises wird immer enger, das heißt, die Potenzialbarriere wird immer enger. Wenn es auf eine gewisse Entfernung klein ist, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines Quantentunnels stark. Auf diese Weise wird das normale Denken und Betrieb des Chips außerordentlich und es ist unmöglich, die Leistung zu verbessern.

3. Was bringt uns das Ende des Molle-Gesetzes?

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 weiter im Einklang mit dem Gesetz von MOLLE, als wäre es von nichts beeinflusst worden. Unsere Supercomputing-Magie Taihu Licht hat Floating-Point-Operationen (Laufpunkte) unter idealen Bedingungen, und sogar einige Menschen, 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, genau wie das Hinzufügen einer unabhängigen Grafikkarte, wenn Sie ein Spiel spielen, können Sie immer rtx3090 hinzufügen, wenn Sie Geld haben. Sie müssen nur versuchen, die Architektur vorzusetzen, 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 unbestimmt hinzugefügt werden).

1. Was ist der zentrale Indikator von Supercomputing?

Wir alle wissen, dass Supercomputing versucht, 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 Spitzes zum theoretischen Spitze, d.h. der Leistung, die er leisten kann.

(Hinweis: Der berechnete Spitzenwert wird durch das Linpack-Verfahren erhalten, das ein international anerkannter Standard ist. Ist ein Open-Source-Parallelverfahren für super große Gleichungen der ersten Ordnung)

2.Supercomputing-Rate

Die Rate bezieht sich hier auf die parallele Verarbeitungsrate. Bevor wir über Geschwindigkeit sprechen, verstehen wir zunächst ein Konzept. Das einzigartige Merkmal paralleler Verfahren besteht darin, ein großes Problem in wie viele kleine Probleme zu unterteilen, die von mehreren Prozessoren berechnet werden. Gleichzeitig stimmt es auch über seine Notwendigkeit, Werte zwischen mehreren Prozessoren auszutauschen, d. h. Kommunikation. Im Allgemeinen ist das serielle Verfahren hauptsächlich fahrlässig in der Kommunikationszeit im Speicher (es muss im Kontext von harten Leistungsanforderungen wie großen numerischen Bibliotheken optimiert werden). Für die Superrechnung paralleler Prozeduren sind tatsächlich mehrere unabhängige Computer über das Netzwerk miteinander verbunden, was eine Art Knotenübergreifende Kommunikation ist. Die Leistung des Netzwerks bestimmt direkt die Kommunikationszeit und beeinflusst die endgültige Rate. Gewöhnliche Supercomputing wird es für angemessen halten, ein privates Netzwerk mit mindestens 10 Gigabit Bandbreite zu verwenden.

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

Parallele Prozedur Laufzeit = Prozessor Laufzeit + Kommunikationszeit

Parallelverarbeitungsrate = Serienverarbeitungszeit / Parallelverarbeitungszeit * Anzahl der Prozessoren X100%

Aus der obigen Formel kann ersichtlich sein, dass, wenn wir denken, dass es angemessen ist, Parallelisierung (einschließlich Heterogenität) zu verwenden, um die Laufzeit von Prozeduren zu verkürzen, es wahrscheinlich ist, die Kommunikationszeit zu erhöhen. Unter der Bedingung, dass die Leistung einer einzelnen Entsorgung dauerhaft festgelegt ist, ist entscheidend, wie die Netzreduzierung optimiert werden kann. Der Rateindex wiegt direkt ab, ob es sich lohnt, dies 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-Branche:

Die Branche, die heute noch schnelle Fortschritte machen kann, ist die IT-Branche, die auf Chip-Computing-Erfahrung basiert. Wir können uns nicht anders fragen, ob der Fortschritt der IT-Industrie auf einen Engpässt stoßen wird, da die Operation, die durch das Kristallrohr durchgeführt wird, erlebt und nahe 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 Arbeitskraft stagnieren. Wenn die Bevölkerung und der Wunsch in gewissem Maße zunehmen, wenn sich die Wirtschaft nicht verbessert, wird sich ein großer gesellschaftlicher Widerspruch bilden. Erst mit dem Bruch und dem Fortschritt der Wissenschaft und Technologie, wie dem Kapazitätswachstum der drei industriellen Revolutionen, führte die Arbeitskraft die Menschen aus der malthusischen 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.

Quantenrechnung:

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 Wechselwirkung zwischen dem System, das sich aus quantenkohärenten Entitäten zusammensetzt, und seinem umliegenden Hintergrund das schnelle Verschwinden von Quanteneigenschaften verursachen. Dieser Prozess wird "Dekohärenz" genannt, die nur auf ein paar Zehntel einer Sekunde verlängert werden kann. Mit der Zunahme der Anzahl der Quantenbits erhöht sich die Möglichkeit des Kontakts mit dem umliegenden Hintergrund. Wie man die relevante Zeit verlängert, ist der Schlüssel geworden; Darüber hinaus wird das Quantenrechnen auf den Einfluss von Kalorien und zufälliger Agitation, allgemein als Rauschen bekannt, stoßen, was zu falschen Endergebnissen und so weiter führt; Sein Betriebshintergrund ist ebenfalls extrem rau und seine Nachfrage liegt nahe dem vollständigen Null.

Ausblick:

Die Herstellung von Halbleiterchips ist eine Industrie, die der Akkumulation von Grundwissenschaft und Technologie Bedeutung legt und die gesamte Industriekette in vielen Bereichen angemessen benötigt. Es gibt keine Verknüpfung zum Fortschritt des Chips. Wir müssen Schritt für Schritt raus. Im Kontext des aktuellen Geschäftskriegs haben wir die Ernsthaftigkeit der von anderen kontrollierten Schlüsseltechnologien erkannt und glauben, dass wir auf eine Steigerung der Investitionen schauen 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 den Fortschritt des gesamten Volkes bringen wird. Sobald die Technologie erfolgreich verwirklicht ist, ist es nichts, um die Malthusian-Falle zu brechen, was wir tun können, ist, einen guten Forschungshintergrund aufzubauen, Talente zu respektieren, zu kultivieren und aufmerksam zu sein, die Grundwissenschaft zu brechen und schließlich den Fortschritt und die Verbesserung der allgemeinen sozialen Form der Menschen erfolgreich zu realisieren.

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