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Substrat De Boîtier IC

Substrat De Boîtier IC - Carte de circuit intégré à puce semi - conductrice

Substrat De Boîtier IC

Substrat De Boîtier IC - Carte de circuit intégré à puce semi - conductrice

Carte de circuit intégré à puce semi - conductrice

2021-08-19
View:816
Author:T.Kim

Puces semi - conductrices - comment nous devrions briser cette situation


Une puce, également appelée carte de circuit intégré - IC, est une forme à petite échelle de composants semi - conducteurs, de composants non actifs, etc., qui peuvent intégrer un grand nombre de transistors à microjonction dans une petite puce.

Semi - conducteurs

Carte de circuit intégré - IC

Ainsi, la puce est composée d'un transistor de type jonction, de divers composants semi - conducteurs à l'état solide (diodes, transistors de type jonction), les progrès de la technologie des semi - conducteurs au milieu et à la fin des années 2000 ont permis d'améliorer la puce de circuit intégré, à partir de l'assemblage manuel de cartes de circuits intégrés à embrayage utilisant des composants électroniques plus fiables, Haute performance (court - circuit de petite taille commutant rapidement des éléments à faible consommation d'énergie, faible consommation d'énergie), faible coût (technologie de panneau optique, productivité élevée).

Dans le passé, les nations et les communautés populaires luttaient pour les ressources alimentaires telles que la terre, la population, les matériaux de combustion, les marchés, etc. ces ressources nécessitaient des liaisons de transport de base, nous avons donc construit de nombreuses routes et ponts pour transporter ces ressources et les rendre utiles. Depuis la Seconde Guerre mondiale, la science fondamentale n'a pas été fondamentalement brisée et de nombreux domaines tels que l'énergie, la matière et les matériaux sont restés stagnants. Il cherche une meilleure survie et l'infrastructure numérique est devenue le nouveau sommet. Les ions


Infrastructure numérique:

À l’ère de l’économie numérique, nous sommes devenus un facteur de production central et une ressource stratégique. Les logiciels et le matériel de base tels que les réseaux, le stockage, l'informatique et les applications qui entourent le cycle de vie complet de la numérisation sont devenus une nouvelle infrastructure indispensable à la production, à la survie et au progrès socio - morphologique. Grâce à ces nouvelles infrastructures, nous avons réussi à gérer le « monde invisible » derrière l’espace physique. Sur la base de la dynamique internationale actuelle et de l'impact de l'épidémie, les infrastructures numériques peuvent jouer un rôle en stimulant les investissements, en stabilisant la participation au travail et en revitalisant l'économie. Contrairement aux infrastructures traditionnelles du passé, les infrastructures numériques sont actuellement le secteur économique le plus dynamique.


L’infrastructure numérique est la pierre angulaire et la garantie du progrès de l’économie numérique et un nouveau moteur pour un développement économique de haute qualité. Ainsi, dans un avenir prévisible, le monde connaîtra une tendance à investir massivement dans les infrastructures numériques.


Communication et calcul:

Les applications de l'infrastructure numérique tournent autour de la puissance de communication et de calcul, qui se traduit par la 5G et les puces que nous connaissons bien. La réputation des communications 5G relie et résume les valeurs qui se rassemblent, et la puissance de calcul est le traitement des informations agrégées.


Dans les économies traditionnelles, les lignes de production, les machines et les véhicules de toutes sortes sont utilisés comme outils de production, tandis que la terre, la productivité et les matières combustibles fossiles deviennent des facteurs de production centraux; Correspondant aux nouvelles infrastructures numériques, l’intelligence artificielle, la 5G, l’iot et le cloud computing sont devenus les nouveaux outils de production, tandis que le calcul et la valeur sont devenus les principaux facteurs de production de ces outils. La puissance de calcul et la valeur sont devenues le point culminant de la concurrence dans le monde d'aujourd'hui.


- Oui. Communication:

Dans le domaine des communications, la Chine en vaut la peine et, à ce jour, Huawei détient le plus grand nombre de brevets 5G au monde et sa technologie intégrée est au niveau mondial. Cependant, nous ne pouvons pas ne pas être optimistes sur le domaine des puces, en particulier les puces haut de gamme. Bien que nous ayons un grand nombre de sociétés de puces semi - conductrices telles que Middle core international et China Microelectronics, elles ne sont pas toutes spécialisées dans tous les domaines et l'industrie des puces a besoin de progrès coordonnés tout au long de la chaîne industrielle, en particulier dans une technologie clé.


- Oui. Calcul:

Dans l'ère actuelle de l'Internet des objets, il est extrêmement pratique d'obtenir des informations de confiance. Même dans un avenir prévisible, lorsque l'information est suffisamment large et que la puissance de calcul est suffisamment puissante pour que les décisions de l'État puissent être transmises aux ordinateurs, tout ce que nous avons à faire est d'établir des règles de fonctionnement, c'est - à - dire des algorithmes. L'information multisectorielle permet au calcul collaboratif de faire germer de nouvelles demandes, capacités de production et marchés et d'aider l'économie mondiale à progresser. À ce moment - là, le jeu entre les Nations sera si grand qu'il se transformera probablement en un jeu entre deux supercalculateurs. Qui peut obtenir plus de données, soutenir les algorithmes scientifiques et enfin se démarquer et faire des choix précis grâce à une puissance de calcul plus forte.


IDC, une entreprise numérique internationale, prévoit que la production de l'économie numérique représentera 67% du PIB chinois d'ici 2023. La puissance de calcul forte et indépendante sera la pierre angulaire du progrès économique de la Chine, et le facteur central d'investissement et de développement de la puissance de calcul deviendra la planification à long terme de la Chine. Il ne fait aucun doute que les pays qui occupent ces deux sphères gagneront une force importante et pratique au cours des prochaines décennies, même pour parvenir à un ordre mondial après le jour du scrutin.


Un semi - conducteur est quelque chose dont la conductivité se situe entre un conducteur et un isolant (discuté en détail ci - dessous). Il n'a pas été largement autorisé jusqu'à ce que la technologie de haute purification du matériau ait été améliorée dans les années 1930. Les semi - conducteurs sont principalement constitués de circuits intégrés, de composants optoélectroniques, de composants discrets et de capteurs. Parce que les circuits intégrés représentent plus de 80% des composants, les semi - conducteurs sont souvent appelés circuits intégrés. Les circuits intégrés sont divisés en microprocesseurs, mémoires, unités de lois de pensée et composants d'imitation. Donc nous l'avons aussi transformé en puce.


Le parcours de développement de la puce


Intel est un géant des puces dans le domaine des ordinateurs personnels. Son histoire de développement représente essentiellement celle de la puce. Jetons un coup d’œil à l’histoire de son développement:

Histoire de la puce

Histoire de la puce

En 1971, le premier processeur commercial d'Intel, le 4004, a été introduit, intégrant 2 250 transistors et 60 000 opérations par seconde. Son exposition a été révolutionnaire, entraînant la révolution informatique et Internet qui a suivi et continue de changer le monde entier.

En 1978, le célèbre processeur 8086 d'Intel est sorti et a été appliqué aux ordinateurs IBM en 1981. Puis vinrent les modèles suivants comme le 80286.

En 1985, Intel a développé le premier processeur 32 bits, le 80386. Grâce à la compatibilité et à la coopération avec les PC IBM, Intel a fermement établi sa position de leader sur le marché des ordinateurs compatibles et est entré sur le marché chinois la même année. Il existe également des modèles améliorés 80486, 586, etc. XiaoSheng se souvient que le premier ordinateur à processeur win95 utilisé en une heure était une puce de la série 80486.

En 1993, Intel a lancé le Pentium. A ce stade, le nombre de transistors atteint 3,2 millions. L'expérience de l'opération à virgule flottante a été grandement renforcée et les fonctions d'image, de son, de vidéo et de télévision ont été pleinement mises en œuvre avec succès. Au cours de la décennie suivante, les chiffres mis à jour se sont succédé et Intel est devenu le nom représentatif des puces haut de gamme.

En 2001, le premier Processeur 64 bits d'Intel, itanium, est né, principalement utilisé dans le contexte informatique haut de gamme de l'entreprise, c'est - à - dire les serveurs, dépassant ses pairs et devenant le leader des puces de serveur.

6. En 2006, les processeurs Dual - Core que nous connaissons bien sont apparus, ce que nous appelons les séries I3, I5 et i7. Bien sûr, le Core i7 a été lancé en 2008 et a été le premier processeur Quad - core. La série Core est durable. Jusqu'à présent, nos PC privés utilisaient essentiellement la famille Core (AMD sur le Core ou d'autres variantes d'Intel).

En 2014, Intel a lancé la série de processeurs Xeon E7, avec jusqu'à 15 centres de processeurs devenant le plus grand nombre de centres Intel. Xeon est principalement utilisé dans le domaine des serveurs et peut être appliqué à l'ingénierie de traitement Internet, à l'imagerie et à plusieurs stations de télévision, entre autres.

8. En 2017, Intel a commencé à progresser dans la direction de l’intelligence artificielle intégrée « Algorithm + chip » après avoir acquis mobileye de partout dans le monde. Dans le contexte de l’intelligence artificielle intelligente, NVIDIA et Intel utilisent des technologies telles que les réseaux d’organes neuronaux d’apprentissage profond pour fabriquer des puces d’intelligence artificielle et conquérir de nouveaux marchés.


Tout au long de l'histoire des circuits intégrés au cours des 30 dernières années, le nombre de transistors a doublé tous les 1,5 ans. Avec l'augmentation de la taille de surface de l'unité plane ou de l'objet, la taille globale de la puce est réduite de grande à petite, le coût du monomère de surface et la puissance de commutation sont réduits. Dans le même temps, tous les indicateurs de performance ont été renforcés, c'est - à - dire que le nombre de transistors et les performances de la puce doublent tous les 24 mois, conformément à la loi de molle, l'histoire du progrès de la puce est l'histoire des circuits intégrés.


On peut dire que le matériel de l'industrie informatique est basé sur l'industrie des semi - conducteurs, qui est composée de Transistors (y compris des diodes, des Triodes, des tubes à effet de champ, des Thyristors, etc., et parfois en particulier des éléments bipolaires). Commençons par les semi - conducteurs et les transistors (les autres principes sont presque identiques).


1. Semi - conducteur:

En parlant de puces, nous devons mentionner les semi - conducteurs. En fait, la découverte des semi - conducteurs a également été développée par la mécanique quantique. Parlons du niveau de l'atome physique. Nous savons tous que les autres éléments, à l'exception de H et He, sont dans l'état stable des électrons de la couche externe 8. La connaissance de la chimie nous apprend également que les électrostatiques (Liaisons chimiques) qui relient les deux éléments ont des liaisons ioniques et covalentes (les liaisons métalliques ressemblent à peu près à des liaisons covalentes).


Les liaisons ioniques existent généralement entre les métaux et les non - métaux. Par exemple, un atome de na perd un électron et devient une particule de Na +, un atome de cl acquiert un électron et devient une particule de cl, et deux atomes deviennent des charges hétérosexuelles. Par un courant électrique, ils sont attirés ensemble par l'énergie magnétique et deviennent NaCl, c'est - à - dire sel et chlorure de sodium; Les liaisons covalentes nécessitent généralement le collage d'éléments non métalliques. Différents atomes peuvent former des paires d'électrons côte à côte avec des électrons nucléaires supplémentaires, ce qui permet à la couche la plus externe de former un état stable à 8 électrons, par exemple de l'azote.


À l'heure actuelle, nous examinons de près que la couche la plus externe des éléments du Groupe C du tableau périodique ne contient que quatre électrons et qu'il n'est pas facile de manquer ou d'obtenir des électrons. C'est le concept de semi - conducteur. Cependant, à mesure que le nombre de couches d'électrons augmente, les électrons de cet ensemble d'éléments (les éléments ultérieurs de si, ge, SN, pb, etc.) sont de plus en plus susceptibles de se perdre. On a découvert que le silicium si est le meilleur matériau semi - conducteur à nos yeux en raison de son nombre approprié de couches d'électrons et du nombre d'électrons dans sa couche la plus externe. C'est aussi l'origine de la « Silicon Valley», où se rassemblent les industries de haute technologie du monde entier. La « Silicon Valley » a également été le premier endroit où les puces semi - conductrices à base de silicium ont été étudiées et produites en raison de son nom.


2. Transistors et circuits intégrés:

Crystal tubes et circuits intégrés

Crystal tubes et circuits intégrés

Une diode est un type de transistor. Il s'agit d'un composant électronique en matériau semi - conducteur (silicium, sélénium, germanium, etc.) qui peut conduire l'électricité dans un sens, c'est - à - dire qu'il conduit lorsque l'anode et la cathode de la diode sont soumises à une tension directe et se termine lorsque la tension inverse est appliquée, ce qui équivaut à la connexion et à l'ouverture d'un interrupteur. Nous avons maintenant la différence de signal la plus fondamentale. Par exemple, nous enregistrons la conduction de courant comme 1 et la rupture comme 0. Ce sont les langages informatiques 0 et 1 que nous connaissons très bien. Maintenant que c, C + +, JS et H5 sont devenus des langues, c'est aussi un moyen de traduire ces 01 langues en quelque chose que nous pouvons facilement comprendre et éditer.


Après la naissance de la diode, nous pouvons présupposer les lois de pensée originales. Ceux qui étudient les principes du contrôle semi - automatique savent qu'il existe un circuit somme ou non - porte (par exemple, et la porte a réussi à obtenir une sortie de 1 en même temps). Les différents circuits de porte sont en parallèle et en série. Le circuit de porte apparemment simple de la loi de la pensée, après l'arrangement et la combinaison de centaines de millions de circuits de porte, peut réaliser avec succès des calculs très complexes (où l'arrangement des circuits de porte combine préréglage est non seulement préréglage de la technologie de la puce, mais aussi un élément central de la performance de la puce de vote, nécessitant une longue accumulation de technologie), et la puce est un ensemble de tels circuits de calcul, c'est - à - dire circuits intégrés IC.


Le processus de fabrication d'une puce est relativement complexe, mais se déroule généralement en trois étapes:? Conception, production et essais d'emballage.


1, préréglage:

Préréglages Front - end, simulation Front - end, préréglages back - end, validation, post - simulation, recherche de déconnexion, puis envoyer les statistiques définies à agent Factory.


Nous devons connaître un principe concernant les préréglages. Pour réussir à mettre en œuvre une certaine fonction, la pré - configuration de la puce doit dépendre de l'architecture pré - configurée. Jusqu'à présent, les principales architectures de puces comprennent x86 (unique à Intel et AMD, dominant le marché des PC), ARM (commodité mobile), RISC - V (étoile montante, largement utilisée dans les dispositifs portables intelligents), MIP (principalement utilisé dans les décodeurs de passerelle), car l'Architecture ARM a une position unique de faible consommation d'énergie et de faible coût, Il est particulièrement populaire dans les appareils mobiles tels que les téléphones mobiles (les architectures arm et x86 sont les deux plus importantes du marché).


L'architecture de la puce mentionnée ci - dessus n'est qu'une condition préalable. Tout le processus de préréglage de la puce nécessite un logiciel EDA. En bref, le logiciel EDA peut être compris comme notre logiciel de Cao habituel, car un circuit à puce est très complexe et petit, il contient des dizaines de milliards de composants. Un placement incorrect d'un composant ou d'un circuit peut rendre la puce entière inutilisable. Le logiciel EDA peut prérégler le processus de manière semi - automatique, garantissant le fonctionnement de la puce. Le parti de préréglage de la puce n'a besoin de voter que pour les préréglages de quelques positions clés.


2, production:

Ligne de production

Ligne de production

Oxygénation - dépôt de couches minces - lithographie - Gravure - perfusion ionique - nettoyage.

Tout d'abord, nous extrayons du silicium simple de haute pureté, c'est - à - dire du sable à haute température, de la silice. Le silicium simple est une structure cristalline avec des atomes bien rangés et des liaisons covalentes pour former des macromolécules. Les employés de bureau coupent le silicium en tranches rondes pour produire des puces.

La gélatine est appliquée uniformément sur la Feuille de silicium, la cartographie des rayons lumineux (photolithographe) est contrôlée, les propriétés de la gélatine (soluble dans l'eau) sont modifiées à l'endroit spécifié, puis rincées à l'eau pour obtenir des rainures de silicium.

Lorsque des impuretés telles que la couche de polysilicium photosensible sont ajoutées à des zones spécifiquement désignées, telles que le phosphore dans les balayages et les diodes, des circuits de la loi de la pensée sont formés en continu dans les rainures, communément appelées perfusion de particules.

Le reste peut également être recouvert d'un revêtement photosensible et le silicium peut être corrodé par une solution corrosive pour former un transistor.

Bien sûr, vous pouvez également mélanger des matériaux métalliques pour former des fils, de l'électricité ou des résistances.

Ce processus peut être répété plusieurs fois (généralement pas moins de 20 fois) pour obtenir le circuit intégré que nous attendons, un grand disque cristallin contenant de nombreuses puces.


3, essai d'emballage:

Comme mentionné ci - dessus, une fois la puce produite, ce n'est pas un produit fini, mais une grande plaquette qui nécessite un testeur de puce pour tester, couper et encapsuler.


Des tests satisfaisants peuvent rendre obsolètes les produits qui ne répondent pas aux normes de qualité avant qu'ils n'atteignent l'utilisateur, ce qui est essentiel pour améliorer le rendement et la qualité et établir un cercle vertueux de production et de commercialisation. Cette machine de test est un test réussi pour vérifier que la puce répond à un objectif prédéfini, étudier l'impact des changements de fond sur elle, ainsi que la durée de vie inégale.


En 2019, la Chine a dépensé plus de 300 milliards de dollars en puces importées (plus de 200 milliards de dollars en carburant seulement), achetant un tiers des puces dans le monde, dont plus de 90% dépendent des importations. Nous sommes donc encore très dépendants des puces. Étudier la situation actuelle des puces semi - conductrices en Chine, tout d'abord, il faut regarder la Division du travail de l'ensemble du processus de l'industrie des puces.


Chaîne mondiale de l'industrie des puces:

Les entreprises de précision chinoises, les fruits d'outre - mer, AMD, Qualcomm et d'autres fabricants célèbres ont tendance à ne faire que des pré - réglages, que nous appelons des pré - réglages de puce sans usine; Après préréglage, le dessin est livré à une usine de génération de fabrication de puces tierce comme TSMC ou Samsung; Après la production, ce n'est pas un produit fini, mais un grand cristal rond de jonction de silicium. Il doit être livré dans la couleur et la sécurité du jour. Ce type d'entreprise utilise le logiciel EDA pour tester, couper et encapsuler, aboutissant à la puce que nous voyons généralement.


La plupart des processus de production de puces sont décrits ci - dessus, mais il existe de rares exceptions. Par exemple, l'ensemble du processus dans les très grandes entreprises comme Intel, Samsung, etc. est équilibré par lui - même, c'est - à - dire que les préréglages, la production, les tests et l'emballage sont effectués par lui - même. Nous appelons généralement ce style standard le style IDM standard. En fait, au début, nous produisions tous des puces de style standard IDM, mais ensuite nous avons pensé au coût et à la vitesse. Après tout, il est trop cher de construire une ligne de production vous - même et les mises à niveau sont rapides. Les installations sont placées là après amortissement.


Cette demande a ensuite conduit à l'émergence d'entreprises telles que TSMC, augmentant considérablement la capacité de production sur la base du contrôle des coûts. Cependant, cela a également apporté un autre changement, à savoir la réduction du seuil de l'industrie des puces. Autrefois, il n'y avait pas des centaines de milliards de personnes qui ne pouvaient pas toucher le seuil de l'industrie des puces. Maintenant, il suffit d'investir une douzaine à des milliards de développement de préréglages de puce pour trouver la personne qui fabrique la puce.


Chine Chip pré - installation, production et test Packaging par rapport aux normes mondiales:


Après avoir terminé la chaîne mondiale de l'industrie des puces, nous revenons au processus de fabrication de la puce elle - même, à savoir le test de pré - installation, de production et d'emballage. Analysons - le à partir de ces trois dimensions.


1, préréglage de puce:

Le pré - réglage de la puce est généralement divisé en: pré - réglage frontal, émulation frontale, pré - réglage back - end, vérification, post - émulation, enquête de signature, puis envoyer les statistiques définies à l'OEM.

Comme mentionné ci - dessus, de nombreuses grandes entreprises, y compris Huawei Hisense, ne font que le pré - réglage de la puce, de sorte que Hisense est essentiellement une entreprise de pré - réglage de la puce.


Architecture 1.arm:

Comme mentionné ci - dessus, les principales architectures de puces à ce jour comprennent x86 (exclusif à Intel et AMD, dominant le marché des PC), ARM (commodité mobile), RISC - V (étoile montante, largement utilisée dans les dispositifs intelligents), MIP (principalement pour les passerelles et les décodeurs), Parce que l'Architecture ARM consomme peu d'énergie. La particularité du faible coût est particulièrement influencée par les yeux bleus des appareils mobiles tels que les téléphones mobiles (ARM et x86 sont les deux plus grandes architectures en termes de parts de marché).



2. Préréglages EDA:

La structure de la puce est la prémisse. Lorsque vous choisissez un site de construction et du ciment mousse, vous aurez également besoin d'un plan de construction spécifique, le Chip preset. Dans ce processus, nous avons déjà parlé de l'ensemble du processus qui nécessite un logiciel EDA (à peu près similaire à un logiciel de Cao pour l'industrie de la construction). Comme mentionné ci - dessus, le logiciel EDA peut prérégler semi - automatiquement la puce de l'ensemble du processus pour assurer son bon fonctionnement. Les concepteurs n'ont besoin que de changer quelques endroits clés pour réduire considérablement les risques incontrôlables.


Notre société de précision utilise principalement des logiciels de mindao international, Xinshi technologies et kaiden Electronics. Il se trouve que tous les trois sont les plus grandes entreprises de logiciels EDA au monde, et tous sont américains.


Le fournisseur de logiciels EDA intelligents fournit également des logiciels EDA gratuits à des usines de génération telles que TSMC, exigeant que les usines de génération fournissent des transistors, des tubes mos, des résistances, des condensateurs au logiciel Eda, Etc., les packs numériques sont constamment optimisés et mis à jour plusieurs fois (parfois un mois) et forment une vérification et une liaison avec le logiciel, de sorte que seules les versions les plus récentes sont prises en charge. Contrairement aux logiciels piratés, nous pouvons toujours utiliser les anciennes versions sans les mettre à jour après les lois d'interdiction. Si nous n'avons pas besoin de la dernière version du logiciel pour valider les puces, il est probable que les puces prédéfinies ne fonctionnent pas, ce qui entraîne une défaillance du streaming, ce qui signifie que des centaines de millions d'argent ont été perdus et que le risque de coût est très élevé.


Huadajie est enfin devenu le leader du logiciel EDA en Chine. Après des années de développement, il a été en mesure de prendre en charge certains domaines. Mais, comme mentionné ci - dessus, comme une puce semi - conductrice s, qui nécessite un ajustement complet du processus pour couvrir le processus prédéfini de l'ensemble de la puce haut de gamme, nous ne pouvons couvrir que quelques points.


2, fabrication de puce:

Le processus de fabrication de puces peut être grossièrement divisé en: oxygénation - dépôt de film mince - lithographie - Gravure - perfusion ionique - nettoyage;


Dans le domaine de la fabrication de puces, TSMC est sans aucun doute la société la plus forte au monde. Sa position de leader est assurée par sa forte technologie et son leadership. Cependant, tout repose sur l'utilisation d'un grand nombre d'installations américaines de semi - conducteurs. On peut dire qu'il n'y a pas de TSMC aujourd'hui sans le soutien de la technologie américaine. Par conséquent, si une interdiction est émise dans le pays a, TSMC pourra choisir de ne pas traiter la puce pour nous après avoir pesé l'ordre et sa technologie sous - jacente.


Pourriez - vous dire que nous avons aussi SMIC international? Après des années de travail acharné, SMIC international, qui a été mis sur le marché en 2004, a finalement réussi une percée majeure en 19 ans en s'emparant des nœuds du processus 14nm. Cependant, il faut tout d’abord savoir que TSMC, qui a fourni des puces de 7 nanomètres aux fruits en 18 ans, accuse un retard d’au moins deux générations dans la technologie des procédés. Deuxièmement, même si nous pouvons accepter des produits dont la taille, la performance et la navigation continue ne sont pas très bonnes, midcore international ne peut pas le faire pour nous. Dans le processus de fabrication de la puce ci - dessus, dans la liaison de gravure, notre microélectronique a été en mesure d'appliquer des technologies plus avancées aux lignes de production de 7nm et 5NM. En plus de cela, cependant, il est en retard par rapport à la moyenne mondiale. Dans la chaîne de production, il y a beaucoup de technologie des États - Unis. Par exemple, midcore international a appliqué le programme de l'entreprise américaine Applied Materials. Par conséquent, si le pays a a vraiment une interdiction, SMIC ne peut pas fabriquer de puces pour Huawei.


Lithographie:

Deuxièmement, une seule technologie clé peut être mentionnée dans la fabrication de puces - la lithographie. La machine de lithographie projette le schéma électrique sur une feuille de silicium recouverte de colle photolithographique; La machine de gravure corrode le schéma de dérivation parallèle sur la tranche de silicium sur laquelle le schéma vient d'être tracé. Les deux installations se complètent et ne peuvent pas manquer d'une.


La technique de lithographie EUV est de grande difficulté (une version améliorée du duv passe avec succès d'une grande longueur d'onde à une petite longueur d'onde après suppression de l'étain métallique liquide, qui ne sera pas décrite plus en détail ici). Ce développement a débuté il y a plus de 20 ans avec la participation de près de 40 pays, dont tous les pays européens. Cependant, seuls les États - Unis sont fermement convaincus qu'en fin de compte, la difficulté technique dépasse la fabrication d'une bombe atomique. Dans les puces actuelles, nous devons faire au moins 20 lithographies (une couche à la fois), et lorsque nous zoomons plusieurs fois sur les dessins d'une seule couche gravée, c'est plus complexe que les cartes topographiques de la ville et de la banlieue de New York. Imaginez enregistrer une carte topographique de l'ensemble de New York et des banlieues sur une puce avec une surface plane ou un objet mesurant seulement 100 millimètres carrés (la taille du transistor est inférieure à l'une des limites du diamètre d'un cheveu). La complexité de la structure est concevable.


La lithographie est donc une technique très complexe et critique. Sa précision et sa clarté déterminent directement l'expérience informatique et la qualité de la puce. Seule une capacité de gravure plus précise permet de réaliser avec succès les idées des concepteurs de circuits à l'échelle microscopique. Il ne fait aucun doute que dans l'ère de la lithographie sur puce, la technologie de lithographie est à la pointe de la concurrence entre les pays.


Le domaine de pointe de la lithographie est monopolisé par l'entreprise néerlandaise asml (asml), dont la machine de lithographie 5 nanomètres est entrée en service. Cette année, le processeur A14 de TSMC, la série 875 de Qualcomm et le processeur MASCOT 9000 sont tous fabriqués par l'usine. Jusqu'à présent, la machine de lithographie en Chine était une technologie microélectronique utilisant un processus de 28 nanomètres. Il y a une époque de développement de la différence d'expérience et de production de masse de deux différences d'expérience. Quant aux nombreux autres liens, ils ne font que commencer.


3, essai d'emballage:

Comme mentionné ci - dessus, une fois la puce produite, ce n'est pas un produit fini, mais une grande plaquette qui nécessite un testeur de puce pour tester, couper et encapsuler.


Des tests satisfaisants peuvent rendre obsolètes les produits qui ne répondent pas aux normes de qualité avant qu'ils n'atteignent l'utilisateur, ce qui est essentiel pour améliorer le rendement et la qualité et établir un cercle vertueux de production et de commercialisation. Cette machine de test est un test réussi pour vérifier que la puce répond à un objectif prédéfini, étudier l'impact des changements de fond sur elle, ainsi que la durée de vie inégale.


En 2019, la Chine a dépensé plus de 300 milliards de dollars en puces importées (plus de 200 milliards de dollars en carburant seulement), achetant un tiers des puces dans le monde, dont plus de 90% dépendent des importations. Nous sommes donc encore très dépendants des puces. Étudier la situation actuelle des puces semi - conductrices en Chine, tout d'abord, il faut regarder la Division du travail de l'ensemble du processus de l'industrie des puces.


Chaîne mondiale de l'industrie des puces:


Les entreprises de précision chinoises, les fruits d'outre - mer, AMD, Qualcomm et d'autres fabricants célèbres ont tendance à ne faire que des pré - réglages, que nous appelons des pré - réglages de puce sans usine; Après préréglage, le dessin est livré à une usine de génération de fabrication de puces tierce comme TSMC ou Samsung; Après la production, ce n'est pas un produit fini, mais un grand cristal rond de jonction de silicium. Il doit être livré dans la couleur et la sécurité du jour. Ce type d'entreprise utilise le logiciel EDA pour tester, couper et encapsuler, aboutissant à la puce que nous voyons généralement.


La plupart des processus de production de puces sont décrits ci - dessus, mais il existe de rares exceptions. Par exemple, l'ensemble du processus dans les très grandes entreprises comme Intel, Samsung, etc. est équilibré par lui - même, c'est - à - dire que les préréglages, la production, les tests et l'emballage sont effectués par lui - même. Nous appelons généralement ce style standard le style IDM standard. En fait, au début, nous produisions tous des puces de style standard IDM, mais ensuite nous avons pensé au coût et à la vitesse. Après tout, il est trop cher de construire une ligne de production vous - même et les mises à niveau sont rapides. Les installations sont placées là après amortissement.


Cette demande a ensuite conduit à l'émergence d'entreprises telles que TSMC, augmentant considérablement la capacité de production sur la base du contrôle des coûts. Cependant, cela a également apporté un autre changement, à savoir la réduction du seuil de l'industrie des puces. Autrefois, il n'y avait pas des centaines de milliards de personnes qui ne pouvaient pas toucher le seuil de l'industrie des puces. Maintenant, il suffit d'investir une douzaine à des milliards de développement de préréglages de puce pour trouver la personne qui fabrique la puce.


Chine Chip pré - installation, production et test Packaging par rapport aux normes mondiales:


Après avoir terminé la chaîne mondiale de l'industrie des puces, nous revenons au processus de fabrication de la puce elle - même, à savoir le test de pré - installation, de production et d'emballage. Analysons - le à partir de ces trois dimensions.


1, préréglage de puce:

Le pré - réglage de la puce est généralement divisé en: pré - réglage frontal, émulation frontale, pré - réglage back - end, vérification, post - émulation, enquête de signature, puis envoyer les statistiques définies à l'OEM.

Comme mentionné ci - dessus, de nombreuses grandes entreprises, y compris Hisense, ne font que le pré - réglage de la puce, de sorte que Hisense est essentiellement une entreprise de pré - réglage de la puce.


Architecture 1.arm:

Comme mentionné ci - dessus, les principales architectures de puces à ce jour comprennent x86 (exclusif à Intel et AMD, dominant le marché des PC), ARM (commodité mobile), RISC - V (étoile montante, largement utilisée dans les dispositifs intelligents), MIP (principalement pour les passerelles et les décodeurs), Parce que l'Architecture ARM consomme peu d'énergie. La particularité du faible coût est particulièrement influencée par les yeux bleus des appareils mobiles tels que les téléphones mobiles (ARM et x86 sont les deux plus grandes architectures en termes de parts de marché).



2. Préréglages EDA:

La structure de la puce est la prémisse. Lorsque vous choisissez un site de construction et du ciment mousse, vous aurez également besoin d'un plan de construction spécifique, le Chip preset. Dans ce processus, nous avons déjà parlé de l'ensemble du processus qui nécessite un logiciel EDA (à peu près similaire à un logiciel de Cao pour l'industrie de la construction). Comme mentionné ci - dessus, le logiciel EDA peut prérégler semi - automatiquement la puce de l'ensemble du processus pour assurer son bon fonctionnement. Les concepteurs n'ont besoin que de changer quelques endroits clés pour réduire considérablement les risques incontrôlables.


Notre société de haute précision utilise principalement des logiciels de mindao international, Xinshi technologies et kaiden Electronics. Il se trouve que tous les trois sont les plus grandes entreprises de logiciels EDA au monde, et tous sont américains.


Le fournisseur de logiciels EDA intelligents fournit également des logiciels EDA gratuits à des usines de génération telles que TSMC, exigeant que les usines de génération fournissent des transistors, des tubes mos, des résistances, des condensateurs au logiciel Eda, Etc., les packs numériques sont constamment optimisés et mis à jour plusieurs fois (parfois un mois) et forment une vérification et une liaison avec le logiciel, de sorte que seules les versions les plus récentes sont prises en charge. Contrairement aux logiciels piratés, nous pouvons toujours utiliser les anciennes versions sans les mettre à jour après les lois d'interdiction. Si nous n'avons pas besoin de la dernière version du logiciel pour valider les puces, il est probable que les puces prédéfinies ne fonctionnent pas, ce qui entraîne une défaillance du streaming, ce qui signifie que des centaines de millions d'argent ont été perdus et que le risque de coût est très élevé.


HD JT est finalement devenue la société leader du logiciel EDA en Chine. Après des années de développement, il a été en mesure de prendre en charge certains domaines. Mais, comme mentionné ci - dessus, comme les puces semi - conductrices, un processus prédéfini couvrant toute la puce haut de gamme nécessite un ajustement complet du processus, et nous ne pouvons couvrir que quelques points.


2, fabrication de puce:

Le processus de fabrication de puces peut être grossièrement divisé en: oxygénation - dépôt de film mince - lithographie - Gravure - perfusion ionique - nettoyage;


Dans le domaine de la fabrication de puces, TSMC est sans aucun doute la société la plus forte au monde. Sa position de leader est assurée par sa forte technologie et son leadership. Cependant, tout repose sur l'utilisation d'un grand nombre d'installations américaines de semi - conducteurs. On peut dire qu'il n'y a pas de TSMC aujourd'hui sans le soutien de la technologie américaine. Par conséquent, si une interdiction est émise dans le pays a, TSMC pourra choisir de ne pas traiter la puce pour nous après avoir pesé l'ordre et sa technologie sous - jacente.


Pourriez - vous dire que nous avons aussi SMIC international? Après des années de travail acharné, SMIC international, qui a été mis sur le marché en 2004, a finalement réussi une percée majeure en 19 ans en s'emparant des nœuds du processus 14nm. Cependant, il faut tout d’abord savoir que TSMC, qui a fourni des puces de 7 nanomètres aux fruits en 18 ans, accuse un retard d’au moins deux générations dans la technologie des procédés. Deuxièmement, même si nous pouvons accepter des produits dont la taille, la performance et la navigation continue ne sont pas très bonnes, midcore international ne peut pas le faire pour nous. Dans le processus de fabrication de la puce ci - dessus, dans la liaison de gravure, notre microélectronique a été en mesure d'appliquer des technologies plus avancées aux lignes de production de 7nm et 5NM. En plus de cela, cependant, il est en retard par rapport à la moyenne mondiale. Dans la chaîne de production, il y a beaucoup de technologie des États - Unis. Par exemple, midcore international a appliqué le programme de l'entreprise américaine Applied Materials. Par conséquent, si le pays a a vraiment une interdiction, SMIC ne peut pas fabriquer de puces pour Huawei.


Lithographie:

Deuxièmement, une seule technologie clé peut être mentionnée dans la fabrication de puces - la lithographie. La machine de lithographie projette le schéma électrique sur une feuille de silicium recouverte de colle photolithographique; La machine de gravure corrode le schéma de dérivation parallèle sur la tranche de silicium sur laquelle le schéma vient d'être tracé. Les deux installations se complètent et ne peuvent pas manquer d'une.


La technique de lithographie EUV est de grande difficulté (une version améliorée du duv passe avec succès d'une grande longueur d'onde à une petite longueur d'onde après suppression de l'étain métallique liquide, qui ne sera pas décrite plus en détail ici). Ce développement a débuté il y a plus de 20 ans avec la participation de près de 40 pays, dont tous les pays européens. Cependant, seuls les États - Unis sont fermement convaincus qu'en fin de compte, la difficulté technique dépasse la fabrication d'une bombe atomique. Dans les puces actuelles, nous devons faire au moins 20 lithographies (une couche à la fois), et lorsque nous zoomons plusieurs fois sur les dessins d'une seule couche gravée, c'est plus complexe que les cartes topographiques de la ville et de la banlieue de New York. Imaginez enregistrer une carte topographique de l'ensemble de New York et des banlieues sur une puce avec une surface plane ou un objet mesurant seulement 100 millimètres carrés (la taille du transistor est inférieure à l'une des limites du diamètre d'un cheveu). La complexité de la structure est concevable.


La lithographie est donc une technique très complexe et critique. Sa précision et sa clarté déterminent directement l'expérience informatique et la qualité de la puce. Seule une capacité de gravure plus précise permet de réaliser avec succès les idées des concepteurs de circuits à l'échelle microscopique. Il ne fait aucun doute que dans l'ère de la lithographie sur puce, la technologie de lithographie est à la pointe de la concurrence entre les pays.


Le domaine de pointe de la lithographie est monopolisé par l'entreprise néerlandaise asml (asml), dont la machine de lithographie 5 nanomètres est entrée en service. Cette année, le processeur A14 de TSMC, la série 875 de Qualcomm et le processeur MASCOT 9000 sont tous fabriqués par l'usine. Jusqu'à présent, la machine de lithographie en Chine était une technologie microélectronique utilisant un processus de 28 nanomètres. Il y a une époque de développement de la différence d'expérience et de production de masse de deux différences d'expérience. Quant aux nombreux autres liens, ils ne font que commencer.


3, essai d'emballage:

Les amis qui connaissent la puce pourraient penser que la Chine est le numéro un mondial dans le domaine de l'emballage et des tests. Cependant, la réalité des choses est que les machines d'essai de polissage sont monopolisées par des sociétés japonaises et américaines, tereda et kosiu Semiconductors des États - Unis occupent plus de la moitié des installations d'étanchéité et d'essai du pays, et le taux de domestication des installations d'essai de semi - conducteurs est inférieur à 10%.

Essai d'emballage

Essai d'emballage

Nous ne devrions pas être trop optimistes après que les puces semi - conductrices chinoises aient des écarts par rapport aux normes mondiales en matière de préréglage, de production et de test d'encapsulation. En fait, nous ne sommes pas sans expérience en Eda, production, lithographie et OEM. Huada nine days, méso - microélectronique, Hisense et d'autres entreprises ont mis beaucoup de bases dans tous les domaines, dans certains points et domaines, nous pouvons même comparer avec la ligne de front. Ce que nous allons faire maintenant, c'est de faire apparaître de plus en plus de points, de les faire progresser de manière synergique de point à face, pour finalement former une chaîne complète et mature de l'industrie des semi - conducteurs, qui ne sera plus imposée.


Après avoir compris l'état actuel et les lacunes de la technologie des puces semi - conductrices en Chine, nous devons réfléchir en profondeur à la façon de poursuivre et de dépasser avec succès.


1, état actuel des puces semi - conductrices en Chine

Dans une industrie où la physique de base est stagnante (décrite ci - dessous), bien qu'Intel ait encore de grands avantages (préréglages Eda, processus, etc.), l'écart entre les étoiles montantes et elle va progressivement se réduire. La Chine a perdu une période de fenêtre sur les progrès de l'industrie des semi - conducteurs dans l'histoire, combinée à une certaine erreur de décision, ce qui a conduit à une situation inactive dans l'industrie des puces semi - conductrices. Cependant, le développement rapide de l'industrie photovoltaïque en Chine au cours des dernières années a également brisé les matériaux de silicium hautement cristallin nécessaires pour quelques semi - conducteurs.


Cependant, les problèmes rencontrés restent très difficiles et difficiles. Le logiciel d'ingénierie EDA pour les puces prédéfinies est essentiellement monopolisé par les États - Unis et l'Europe; Les machines de lithographie dans les installations de traitement des puces restent monopolisées par l'entreprise asmel aux Pays - Bas, dont l'ensemble d'installations comprenant une gamme de technologies de pointe est monopolisé par l'entreprise américaine Applied Materials Enterprise (Amat) et l'entreprise de développement colin (Lam); En outre, la production de puces nécessite également des matières premières chimiques telles que l'acide fluorhydrique, la gomme photolithographique, et ces matières premières chimiques de haute précision sont fournies par Toyo (la Corée du Sud a été coupée de l'alimentation par Toyo, ce qui a presque entraîné l'arrêt de la production de puces). Même si les conditions matérielles satisfont au processus de fabrication, l'expérience acquise par les puces Intel en matière de préréglages industriels (combinaisons d'agencement de circuits de porte et formes réussies de mise en œuvre fonctionnelle) ne peut être réalisée du jour au lendemain. Nous devons étudier pendant plus de dix ou même vingt ans.


2. Problèmes rencontrés par la chaîne industrielle des semi - conducteurs en Chine:

Le progrès technologique est indissociable des marchés des capitaux. Analysons le rôle moteur du marché des puces et le capital derrière, du point de vue du capital.


Tout d'abord, l'industrie des puces a une caractéristique distinctive et unique, c'est qu'elle est assez rapide à mettre à niveau. Contrairement à d'autres industries, les marchés bas de gamme et à faible coût sont également très demandés. Grâce à l'avantage du prix, nous pouvons commencer au bas de gamme, élargir progressivement le marché, accumuler des talents et passer au Haut de gamme. Pour les puces, le marché est toujours une puce haut de gamme avec d'excellentes performances, il n'y a presque pas de marché bas de gamme.


Deuxièmement, pour les entreprises ayant une technologie de puce avancée, bien que le développement et la mise en place de puces et la mise en place de lignes de production nécessitent des investissements importants, le nouveau marché des puces est si grand. Dans le même temps, un ensemble de technologies matures telles que la colle de lithographie de haute précision peut également garantir la production de masse. Les investissements dans le développement sont rapidement dilués par de grandes quantités de matières premières.


En outre, en ce qui concerne le développement de puces en Chine, la Chine ne manque pas de fonds (des dizaines de milliards de dollars dépensés pour le développement) et de personnes occupant des postes dans les sciences et la technologie de développement de base (mais manque d'expérience dans le domaine des puces). Toutefois, l'investissement en capital est axé sur le ratio entrées - sorties. Capital Group craint que les produits dans lesquels des dizaines de milliards d'investissements ne rattrapent même pas le processus principal de semi - conducteurs (puces terminales) et ne puissent développer que des produits plus anciens. Des coûts de développement aussi élevés ne sont pas dilués par le marché, mais les puces de milieu de gamme sont plus chères. L'investissement est comme un trou sans fond, de sorte que les entreprises ne sont pas incitées à investir et à développer à grande échelle, ce qui est l'essence du développement difficile de l'industrie des puces.


En termes simples, le cercle des habitudes de vie du CPU a été formé en raison de l'avantage du premier arrivé. Les ordinateurs de bureau x86, les ARM embarquées et les cercles d'habitudes de vie logiciels et matériels sont matures et stables. Marcher dans un pays étranger sera bloqué par une barrière de brevet. Si vous construisez votre propre cercle d'habitudes de vie, comme mentionné ci - dessus, vous ne pouvez qu'espérer que l'État l'achète. Le marché n'a pas besoin de puces bas de gamme. Il est trop difficile de sauver des vies sur le marché.


3, comment développer l'industrie des puces semi - conductrices?

Je dois admettre qu'après avoir analysé les raisons ci - dessus qui ont retardé le développement de la puce chinoise, comment la capacité peut - elle être modifiée?


1. La loi de Moore échoue progressivement

Comme mentionné ci - dessus, avec le développement de processus intensifs, les puces de processus 3nm sont en cours de développement et prêtes à entrer en production de masse. Cependant, l'amélioration des performances, le traitement de surface et la vitesse de densité ne sont pas proportionnels, ce qui suggère que la loi de molle a progressivement commencé à perdre de son efficacité. Sur la prémisse que la physique sous - jacente n'a pas encore été brisée, l'augmentation de la densité mondiale des puces semi - conductrices stagnera et nous ne pouvons que constamment optimiser et prérégler de meilleurs processus. Cela donne aussi à notre pays une chance unique dans la vie. Si nous n'avançons pas, nous reculons. Cependant, nous devons encore admettre que son expérience avec les préréglages de puces a été accumulée pendant des décennies. Dans un petit détail, les fonctionnalités qui ont été réalisées avec succès grâce à des préréglages raffinés et ingénieux peuvent nous émerveiller pendant des décennies, voire 20.


2. La principale société de puce se retire du marché chinois

Comme mentionné ci - dessus, les géants des entreprises de semi - conducteurs avec l'avantage du premier arrivé s'appuieront sur leur solide recherche scientifique et leur expérience pour maintenir le rythme de mise à niveau. Cependant, le marché n'a besoin que des puces les plus récentes et les plus puissantes, ce qui équivaut à monopoliser l'ensemble du marché des puces, pris dans un cercle vicieux où il n'y a pas de profit sur le marché, pas d'investissement dynamique dans le développement et, par conséquent, la poursuite de l'industrie des semi - conducteurs sera beaucoup plus difficile que les autres industries.


Cependant, maintenant, la politique d'embargo sur les puces d'un pays a pris l'initiative de se retirer du marché chinois. Bien que ce ne soit pas une petite mauvaise nouvelle pour les entreprises de haute technologie en Chine et que beaucoup de gens ressentent une baisse de performance lorsqu'ils utilisent des installations électroniques à puce domestiques, cela donne à cette industrie nationale des puces de mur de roulement une opportunité de développement unique dans une vie. Pour nous, nous pourrions avoir besoin de contenu court pour résister à l'insuffisance des performances de la puce auto - produite. Cependant, d'un point de vue général, c'est une étape nécessaire pour réussir à prospérer. Sous la pression de ce contexte de marché non objectif, le niveau de la technologie des puces en Chine sera poursuivi avec succès.


Compte tenu de la dynamique changeante des activités internationales et commerciales et afin de se débarrasser de la dépendance de l'industrie des semi - conducteurs à l'étranger, la Chine a également adopté une série de politiques. Le 4 août de la même année que j'ai parlé, le Conseil d'État a publié "combien de politiques sont impliquées dans la promotion du développement de haute qualité de l'industrie des circuits intégrés et de l'industrie du logiciel dans la nouvelle période", Il indique que les sociétés de circuits intégrés dont la largeur de ligne est inférieure à 28 nanomètres et dont la période de gestion est supérieure à 15 ans seront exonérées de l'impôt sur le revenu des sociétés pendant 10 ans.


Rien que cette année, Intel, le plus grand fabricant de puces au monde, se prépare également à externaliser ses activités de puces à TSMC. En plus de la pensée d'affaires, il y a des facteurs qui perdent l'efficacité de la loi molle sur la technologie elle - même. Selon cette loi, les progrès de la technologie de production de puces ralentiront, voire stagneront. Par conséquent, Intel n'est pas pressé de poursuivre les derniers processus de puce de 7 et 5 nanomètres.


1, la loi de Moore:

La loi a été proposée par Gordon molle, l'un des fondateurs d'Intel. La signification matérielle interne de son cœur est que le nombre de transistors tolérables sur un circuit intégré par unité de surface plane ou de surface d'objet double environ tous les 24 mois, c'est - à - dire que les performances d'un processeur doublent tous les deux ans (cette loi n'est qu'une expérience de l'industrie et non une loi de la physique naturelle). Cette loi s'applique également au développement de la capacité de stockage des pilotes informatiques, qui est devenue la base sur laquelle de nombreuses entreprises industrielles spéculent à l'avance sur les performances.


2, la loi de Moore échoue progressivement:

Cependant, les dernières recherches montrent que la première génération de puces de processus 3nm est similaire à la puce 5NM, avec une densité améliorée de 70% et une vitesse améliorée de 10 à 15%. En fin de compte, cependant, les performances de la puce ne sont améliorées que de 25 à 30%. L'amélioration des propriétés de surface n'est pas directement proportionnelle à l'augmentation de la densité et de la vitesse. Il est donc probable que les puces contemporaines utilisant le dernier procédé 3nm aient déjà rencontré les limites de la loi de Moore physique.


1. Pénétration de barrière

Les causes de la défaillance sont liées à la physique fondamentale et à la mécanique quantique. La mécanique classique suggère qu'un objet qui traverse une barrière de potentiel, comme un électron, nécessite plus qu'une énergie de seuil + capacité de rayonnement. La mécanique quantique reconnaît que de petites quantités rebondissent même si la chaîne énergie + particule est inférieure à la chaîne énergie + seuil et que de petites quantités peuvent encore traverser la barrière.


2. Probabilité de pénétration des obstacles

Nous savons tous que la mécanique quantique est l'étude des particules à l'échelle microscopique et que les circuits intégrés subtils dans les semi - conducteurs s'appliquent à cette loi. Exprimons par t le coefficient de probabilité de pénétration d'un électron dans la barrière et par a la largeur de la barrière.


Il ressort de ce qui précède que la probabilité de pénétration des électrons diminue rapidement avec l'augmentation de la largeur a de la barrière. On en conclut que la différence énergie + chaîne est très importante lorsque la barrière est très large ou que le coefficient de pénétration t â 0 est important lorsque la masse de la particule est importante. Inversement, plus la barrière est étroite, plus il est facile de la traverser et de créer un effet tunnel quantique.


Regardez maintenant la puce hautement intégrée. L'entrefer du circuit à transistor est de plus en plus étroit, c'est - à - dire que la barrière de potentiel est de plus en plus étroite. Quand il est aussi petit qu'une certaine distance, la probabilité d'un tunnel quantique augmente considérablement. De cette façon, la pensée et le fonctionnement normaux de la puce deviennent désordonnés et incapables d'améliorer les performances.


3. Que nous apportera la fin de la loi de Moore?

En regardant en arrière sur les 20 dernières années, la performance moyenne d'un ordinateur ou d'un smartphone a doublé en deux ans, et la vitesse de vomissement de l'ancien est très rapide. Avec le déploiement itératif du logiciel d'application, nous l'avons également modifié plus souvent en tant que produit de consommation rapide. Ceux - ci sont déterminés par des votes plus petits, plus précis et plus rapides sur les processus IC et chip. Si l'amélioration de la technologie de base des semi - conducteurs stagne, nos produits électroniques actuels deviendront des biens de consommation qui ne s'useront pas facilement. La puce s'efforcera d'atteindre un équilibre entre la stabilité et le coût. Enfin, ils deviendront des biens de consommation qui ne sont pas sujets à l'usure, tels que les réfrigérateurs, les climatiseurs et les téléviseurs. Si nous continuons, les marges des fabricants diminuent également.


En résumé, si les grands fabricants ne peuvent plus développer de puces plus précises (améliorant les performances) et plus abordables après 3nm, il est probable que la technologie future des puces stagnera. Cependant, deux aspects doivent être discutés. Si vous n'avancez pas, vous reculerez. La stagnation de l'ensemble de l'industrie des semi - conducteurs pourrait également offrir certaines opportunités de progrès dans l'industrie chinoise des semi - conducteurs. Cependant, nous devons reconnaître que l'accumulation de technologie ne se fait pas du jour au lendemain. Malgré les goulots d'étranglement rencontrés par la physique de base, les décennies d'expérience d'Inter en matière de préréglage des puces ne sont pas une chose facile à surmonter. Les subtils détails prédéfinis et la valeur optimisée y sont pensés depuis plusieurs années.


4, superordinateur

C'est un superordinateur, c'est ce qu'on appelle le supercalcul. Ses performances continuent de s'améliorer selon la loi de Moore, comme si elle n'avait subi aucun effet. Notre Dieu supercalculateur, la lumière du lac tonique, a tous des opérations à virgule flottante (points d'exécution) dans des conditions idéales, et même certains qui regardent fièrement le ciel, mais est - ce vraiment le cas?


Premièrement, nous devons clarifier un concept. Les supercalculateurs se concentrent sur le travail collaboratif avec plusieurs processeurs, c'est - à - dire la collecte des performances. Il ne se concentre pas spécifiquement sur l'expérience d'un seul processeur. Bien sûr, les performances d'un seul processeur sont également très importantes du point de vue du rapport puissance / consommation. Notre puissance magique Taihu Light est d'empiler plus de puces sur la base que le processus d'une seule puce est deux générations derrière Intel. Pour réussir à implémenter un aspect de calcul, il faut une excellente architecture de liaison, qui va au - delà de l'expérience.


En général, tout comme l'ajout d'une carte graphique autonome lorsque vous jouez, vous pouvez toujours ajouter un rtx3090 si vous avez de l'argent. Il vous suffit d'essayer de prérégler une architecture qui permet à de nombreuses cartes graphiques de fonctionner en parallèle pour jouer avec plus de puissance de calcul et vous pouvez toujours ajouter de l'argent (il est expérimenté d'ajouter de l'argent d'une autre manière, mais malheureusement, il ne peut pas être ajouté indéfiniment).


1. Quels sont les indicateurs de base du supercalcul?

Nous savons tous que le supercalcul vise à collecter les performances. Mais si vous ajoutez 1000 Puces et que le pic de calcul réel n'est que de 100 puces, c'est trop cher. Ainsi, à l'échelle internationale, il est généralement admis que l'indicateur le plus significatif du supercalcul est la vitesse. C'est - à - dire le pourcentage du pic calculé par rapport au pic théorique, c'est - à - dire la performance qu'il peut effectuer.


(Remarque: les pics calculés sont obtenus par le programme linpack, un standard internationalement reconnu. Un programme parallèle open source pour les équations du premier ordre à très grande échelle)



2. Taux de dépassement

Le débit fait ici référence au débit de traitement parallèle. Avant de parler de vitesse, comprenons un concept. Le processus parallèle est unique en divisant un gros problème en petits problèmes à calculer par plusieurs processeurs. Dans le même temps, il a également voté sur la nécessité d'échanger des valeurs, c'est - à - dire de communiquer, entre plusieurs processeurs. En général, le processus série néglige principalement le temps de communication en mémoire (il doit être optimisé dans le contexte d'exigences de performance exigeantes telles que les grandes bibliothèques numériques). Pour le supercalcul de programmes parallèles, il s'agit en fait de connecter plusieurs ordinateurs indépendants ensemble via un réseau, c'est une communication entre nœuds. Les performances du réseau dépendent directement du temps de communication et affectent le débit final. Les supercalculateurs ordinaires considéreraient qu'un réseau privé utilisant au moins 10 gigabits de bande passante est approprié.


Après avoir compris les concepts ci - dessus, regardons la formule suivante:


Temps d'exécution du processus parallèle = temps d'exécution du processeur + temps de communication


Taux de traitement parallèle = temps de traitement série / temps de traitement parallèle * Nombre de processeurs X100%


Comme vous pouvez le voir à partir de la formule ci - dessus, il est très probable que le temps de communication augmente lorsque nous pensons qu'il est approprié d'utiliser la parallélisation (y compris l'hétérogénéité) pour réduire le temps d'exécution du processus. Dans le cas où les performances d'une disposition individuelle sont fixées en permanence, il est essentiel d'optimiser le réseau yojane. L'indice des taux mesure directement si cela vaut la peine de le faire, après tout, vous gagnez une voiture de réservoir avec 100 chevaux, ce n'est pas une question de complaisance.


Une chose que nous devons admettre, c'est qu'il n'y a pas eu d'innovation à travers les sciences physiques fondamentales depuis la Seconde Guerre mondiale. Tout au long de l'industrie dans les domaines de l'énergie, de la matière, des matériaux, etc., il n'y a pas eu beaucoup de progrès et d'amélioration par rapport aux années 50 et 60 après la Seconde Guerre mondiale. Il est plus important d'hériter de théories fondamentales telles que la mécanique quantique dans les sciences appliquées. Les semi - conducteurs sont également apparus dans l'étude de la théorie des bandes d'énergie en mécanique quantique. Son application a créé l'industrie informatique en rapide évolution d'aujourd'hui.


Industrie informatique:

Industrie it

L'industrie qui peut encore évoluer rapidement est l'industrie informatique basée sur l'expérience de l'informatique sur puce. On ne peut s’empêcher de se demander si les progrès de l’industrie informatique vont rencontrer des goulots d’étranglement à mesure que les opérations portées par les Crystals passent par et approchent des limites physiques et que la loi de molle s’estompe? Cela nous pose un problème. Après la disparition de la dynamique du progrès économique, l'amélioration de la main - d'œuvre stagnera. Lorsque la population et les désirs augmentent jusqu'à un certain point, si l'économie ne s'améliore pas, de grandes contradictions sociales se forment. Ce n'est qu'avec les percées et les progrès de la science et de la technologie, comme l'augmentation de la capacité de production des trois révolutions industrielles, que la force de travail a sorti les gens de l'abîme malthusien.


Dans le statu quo de la commercialisation de 7nm, 5NM et 3nm puces sont proches de la limite, la loi de molle va échouer, où est la sortie de l'industrie des semi - conducteurs et même de l'informatique à l'avenir? Peut - être qu'une autre application de la mécanique quantique concerne d'autres théories telles que l'Intrication quantique, à savoir les communications quantiques et les ordinateurs quantiques.


Calcul quantique:


L'informatique quantique est sans aucun doute une autre révolution dans le domaine de l'informatique. Nous représentons la plus petite unité d'information, la machine de comptage de transfert de bits. Nous avons réussi à obtenir si le circuit est passant et représente 0 ou 1 en utilisant des transistors. Les ordinateurs quantiques expriment toujours la rotation de spin des protons. Dans le même temps, grâce aux états superposés des quanta, un proton peut exister simultanément dans plusieurs conditions, c'est - à - dire qu'il stocke plusieurs variables, continue d'avancer et parvient à réaliser des opérations parallèles (simultanées) polyvalentes. Avec de l'expérience en calcul, il est naturel qu'il soit amélioré exponentiellement et que le taux de calcul soit multiplié par des centaines.


Par exemple, l'interaction entre un système composé d'entités cohérentes quantiques et le fond qui l'entoure entraînera une disparition rapide des propriétés quantiques. Ce processus est appelé « décohérence» et ne peut être étendu que quelques secondes au point zéro. À mesure que le nombre de bits quantiques augmente et que la probabilité de contact avec le fond environnant augmente, la façon dont le temps associé est prolongé devient critique; En outre, l'informatique quantique rencontre également les effets de la chaleur et de l'agitation aléatoire, communément appelé bruit, ce qui entraîne un résultat final incorrect, etc.; Son contexte opérationnel est également extrêmement mauvais et ses besoins sont presque nuls.


Perspectives:

La fabrication de puces semi - conductrices est une industrie qui valorise l'accumulation de la science et de la technologie de base et nécessite un ajustement de toute la chaîne industrielle dans de nombreux domaines. Chip Progress n'a pas de raccourci à suivre. Nous devons sortir étape par étape. Dans le contexte actuel de la guerre des activités commerciales, nous sommes conscients de la gravité des technologies critiques contrôlées par d'autres et nous sommes convaincus que nous nous attendons à des investissements accrus et, finalement, à de bons progrès dans le domaine des semi - conducteurs.


Pour échapper davantage à la concurrence au niveau national, il faut reconnaître que les percées technologiques impliquées dans le domaine des puces semi - conductrices apporteront non seulement des avantages à un pays, mais également de bonnes nouvelles pour le progrès global et le progrès pour tous. Une fois que la technologie a été réalisée avec succès, briser le piège malthusien n’est rien, tout ce que nous pouvons faire est d’établir un bon contexte de recherche, de respecter, de cultiver et de prêter attention aux talents, de briser la science fondamentale et finalement de réussir à réaliser des progrès et des améliorations dans la formation sociale générale des gens.


L’ipcb le partagera avec vous.