IC基板 - 半導体チップ集積回路基板( IC )

半導体チップ‐いかに状況を壊すか

チップ, 別名 集積回路基板, 半導体部品の形態, 非アクティブコンポーネントと他の小規模, マイクロ接合トランジスタの数は、小型に集積され得る チップ.

集積回路基板

So チップ つの接合トランジスタから成る, 各種固体半導体部品(ダイオード,接合トランジスタ), 半導体技術の進歩 集積回路チップ可能になる, 電子部品のクラッチを用いた手動組立から 集積回路基板 信頼性, high パフォーマンス (小さなサイズの方法を迅速に低消費電力コンポーネント、低エネルギー消費を切り替えるには、低コスト テクノロジー, high 生産 rate).

過去に、人々の国とコミュニティは、土地、人口、燃える材料、市場などの食物資源のために戦いました。これらのリソースは、基本的な交通のリンクを必要としたので、我々はこれらのリソースを運ぶために多くの道路や橋を構築し、それらを有用にします。第二次世界大戦以来、基礎科学は根本的に破綻しておらず、エネルギー、物質、物質など多くの分野が停滞している。それはより良い生存を求めています、そして、デジタル基盤は新しい高い点になりました。ation

1 ,ディジタルインフラ:

デジタル経済時代, 我々は、中心的な生産要因と戦略的な資源になりました. ネットワークのような基本的なソフトウェアとハードウェア, ストレージ, デジタルライフサイクル全体のコンピューティングと応用は、生産に欠かせない新しいインフラとなっている, 生存と社会形態の進歩. これらの新しいインフラストラクチャを, 物理空間の背後にある「見えない世界」のマネジメントを実現した. 現在の国際的な勢いと流行の影響に基づきます, デジタルインフラ, 投資を刺激する, 着実に仕事に参加し、経済を活性化させる. 過去の伝統的なインフラとは異なり, デジタルインフラは現在最もダイナミックな経済分野である.

デジタルインフラストラクチャは、デジタル経済の進歩と高品質の経済進歩の新しい駆動力の基礎と保証です。したがって、予見可能な将来に、世界は積極的にデジタルインフラストラクチャに投資する傾向に案内されます。

2コミュニケーションとコンピューティング

ディジタルインフラストラクチャの応用は通信と計算力を中心に展開する, に変換する 5 Gとチップ 明らかに. 5 Gコミュニケーション 評判のリンクと一緒に集められた値をまとめます, そして、コンピューティングパワーは、要約された情報の処分です.

伝統的な経済では、生産ライン、機械、様々な車両が生産ツールとして使用されている一方、土地、生産性、化石燃焼材料は、中心的な生産要因となる新しいデジタルインフラストラクチャに対応して、AI、5 G、モノとクラウドコンピューティングのインターネットは、新しい生産ツールになりました、そして、コンピューティング力と価値は上記のツールの中心的な生産要因になりました。コンピューティングの力と価値は、現在の世界競争の指揮の高さになりました。

コミュニケーション

コミュニケーションの分野で, 中国は非常に価値がある. 今まで, Huaweiは世界で5 G特許の最大数を持っています, そして、その包括的な技術は、世界のレベルです. しかし, 我々は、フィールドで楽観的であるのを助けることができません チップs, 特に ハイエンドチップ s. 我々には半導体がたくさんあるけれども チップ 会社, SMICインターナショナルと中国マイクロエレクトロニクスのような, すべての分野に特化しない, The チップ 産業は全産業チェーンの調整された進歩を必要とする, 特に一つのキーテクノロジーで.

計算

インターネットの現在の時代では、信頼情報を得ることは非常に便利です。予測可能な将来においてさえ、情報が十分に広大であるとき、コンピューティング力は十分に強いです、そして、国の決定はコンピュータに届けられることができます。マルチ産業情報は、新しいニーズ、生産能力と市場を芽生えて、世界の経済進歩を助けるために、共同コンピューティングを可能にします。その時、国の間のゲームは非常に大きくなります、そして、それは2台のスーパーコンピュータの間で起こりそうです。誰がより多くのデータを取得することができます科学的アルゴリズムをサポートし、最終的に目立つと強力なコンピューティングパワーを介して正確な選択肢を確認します。

国際的な数値企業IDCは、2023年までに、デジタル経済の出力値が中国のGDPの67 %を占めると予測します。強力で独立したコンピューティング・パワーは、中国の経済発展の礎となり、中央要因のコンピューティング・パワーの投資と発展は、中国の長期計画になるだろう。この2つの分野を占領している国が、数日後には重要で実用的なパワーを達成することは間違いない。

半導体 導体と絶縁体の間に導電性があるもの（以下で詳述する）。1930年代には、材料の高純度化技術が向上するまで広くライセンスされていなかった. 半導体sは主に集積回路である, 光電部品, 離散成分とセンサ. 集積回路がコンポーネントの80 %以上を占めるので, 半導体 一般に集積回路と呼ばれる. 集積回路はマイクロプロセッサに分割される, メモリー, 思考法単位と模倣成分. それで、我々はそれをAに変えます チップ.

チップの開発経緯

インテルは チップ パソコン畑の巨人. 開発史は基本的には チップs. 開発史を見てみましょう。

チップの歴史

1971年に、インテルの最初の商用プロセッサー4004は出ました。その露出は革命的で、その後のコンピュータとインターネット革命をもたらして、全世界を変え続けました。

2. 1978年, インテルの有名な8086プロセッサが出て、1981年にIBMコンピュータに適用されました. その後、80286のような後続モデルがあります.

3. 1985年, インテルは、最初の32ビットプロセッサ80386を研究して、製造しました. IBM PCとの互換性と協力に頼る, インテルは、互換性のあるマシン市場で主要なポジションをしっかり確立し、同年中国市場に参入した. 改良されたモデル80486もある, 586年, etc. Xiaoshengは、1時間で使われる最初のWin 95プロセッサーコンピュータが80486シリーズ チップ.

4. 1993年, インテル. この時に, 結晶管の数は3に達した.200万. 浮動小数点演算の経験は大いに強化された, とイメージの機能, 音, フィルムとテレビは完全に成功した. 次の10年で, 更新された数字は次々に続いた, そしてインテルは ハイエンドチップs.

5. 2001年, インテルの最初の64ビットプロセッサ, これは主にハイエンドの会社レベルのコンピューティングの背景に使用されます, それで, サーバ, ピアを超えてサーバーのリーダーになる チップs.

6. 2006年, 我々がよく知っているコアデュアルコアプロセッサ, それで, いわゆるi 3, I 5とI 7シリーズ. もちろん, コアi 7は2008年に開始され、最初のクワッドコアプロセッサです. コアシリーズ耐久性. 今まで当社のプライベートコンピュータは基本的にコアシリーズ（AMDまたは他の変形）を使用しますインテル を参照)。

7. 2014年, インテルはXeon E 7シリーズプロセッサを起動, インテルセンターのプロセッサの最大数になる最大15プロセッサセンターで. xeonは主にサーバ分野で使用され，インターネット処理工学に適用できる, 画像とマルチテレビ局, etc.

8. 2017年, インテルが様々な場所から, それはアルゴリズム＋の方向に進歩し始めた+ チップ総合AI. 知能人工知能学会, NVIDIAとインテルは、AIを作るために深い学習神経器官ネットワークのようなテクノロジーを使用しています チップsと新しい市場をつかむ.

過去30年間の集積回路の開発史を通して, クリスタル管の数は1ずつ2倍になった.5年. 単位面または物体面の大きさの増加に伴い, 全体のサイズ チップ 大きくなった, そして、モノマーコストおよびスイッチング電源の表面は減少した. 同時に, すべてのパフォーマンスインデックスが強化されている, それで, の結晶管の数と性能 チップ 24ヶ月毎に倍増した, Molleの法則に固執する, の歴史 チップ 進行は歴史 集積回路.

IT産業のハードウェアは半導体産業であり、半導体は結晶管（ダイオード、3電極管、電界効果管、サイリスタなど、特にバイポーラ素子）で構成されている。半導体と結晶管から始めましょう（他の原理はほとんど同じです）。

（1）半導体

When it comes to チップs, 言及しなければならない 半導体. 事実上, の発見 半導体 また、量子力学. 物理的な原子のレベルから言及しましょう. 我々は、HとHe以外の他の要素が外側層8電子の安定した状態にあることを知っている. 化学的知識も、2つの要素が接続されるのを可能にする静電気力（化学結合）がイオン結合と共有結合（金属結合が共有結合にほぼ類似している）を持っていることを我々に伝えます。

イオン結合は金属と非金属の間に一般的に存在する。例えば、Na原子は電子を誤ってNa＋粒子となり、Cl原子は電子を得てCl粒子となり、2個の原子が異性核電荷となる。電流を通して、彼らは磁気エネルギーによって集められて、NaCl（すなわち塩と塩化ナトリウム）になります;共有結合は一般に非金属元素の結合を必要とする。異なる原子は、余分な核電子と並んで電子対を形成することができ、最も外側の層は窒素などの8電子安定状態を形成する。

現在，周期表におけるc群の最外層に4個の電子しか存在しないことを注意深く調べた。これが半導体の概念である。しかし、電子層の数の増加に伴って、この元素群（Si後のGe、SN、Pb等）の電子を逃すことがますます容易になる。これは世界のハイテク産業が集まる「シリコンバレー」の起源でもある。「シリコンバレー」は、シリコンベースの半導体チップを研究し、製造する最初の場所でもある。

2. クリスタルチューブ 集積回路:

クリスタルチューブ

ダイオードは結晶管の一つである. 半導体材料（シリコン）からなる一方向に電気を伝導することができる電子部品である。 セレン, ゲルマニウム, etc.). それで, ダイオードのアノードとカソードが順方向電圧を与えられ、逆電圧が与えられると終了する, これはスイッチの接続と破壊に等しい. 今、我々は最も基本的な信号の違いを持って. 例えば, 電流伝導を1とし、破壊を0として記録する. これは我々がよく知っているコンピュータ言語0と1です. C言語, C + +, JSとH 5は言語になった, また、このような01の言語を翻訳する方法でも.

ダイオードの誕生後、我々は元の思考法をプリセットすることができます。半自動制御原理のコースを検討した人は、ANDゲート、非ゲート回路があることを知っている（例えばANDゲートは、1の出力を同時に実現する）。ゲート回路はすべて並列で直列に集められる。一見単純な思考則ゲート回路は、数百万個の配置およびゲート回路の組み合わせが一緒に集められた後に非常に複雑な計算を実現することができる（ゲート回路の配置と組合せプリセットはチップ技術のプリセットだけでなく，チップの性能向上の中心要素でもあり，長い間テクノロジーの蓄積が必要であり，チップは集積回路icの集積回路である。

チップの製造工程は比較的複雑であるが，一般に3段階に分けられる。設計，生産及び包装試験

1プリセット

フロントエンドプリセット, フロントシミュレーション, バックエンドプリセット, 検証, ポストシミュレーション, signoff検索, とn send the set statistics to the agent factory.

プリセットの原理を知る必要がある。ある機能を正常に実現するためには、チッププリセットは予め設定されたアーキテクチャに依存しなければならない。これまでのところ、主流チップアーキテクチャは、X 86（インテルとAMDに排他的で、PC市場を支配している）、ARM（モバイル便利設備）、RISC - V（立上りスター、インテリジェントウェアラブル設備で広く使われている）、MIPS（主にゲートウェイセットトップボックスで使用されている）であり、ARMアーキテクチャは低消費電力と低コストのユニークな場所を持っている。特に携帯電話（ARMとX 86アーキテクチャは、最大の市場シェアを持つ2つの最大のアーキテクチャ）のようなモバイル機器に人気があります。

上記のチップアーキテクチャは必須条件である。EDAソフトウェアはチップ全体のプリセットプロセスに要求される。要するに、チップ回路は非常に複雑で小さく、数十億のコンポーネントを含んでいるので、EDAソフトウェアは一般的に使用されるCADソフトウェアとして理解することができる。コンポーネントまたは回路の誤った配置は、チップ全体を動かすことができない。EDAのソフトウェアは半自動的にチップの操作を確保するためのプロセスを設定することができます。チッププリセットパーティーは、いくつかのキーの位置のプリセットに投票する必要があります。

2、生産：

生産ライン

酸素化-膜堆積-リソグラフィ-エッチング-イオン灌流-洗浄.

ファースト, 二酸化ケイ素から高純度シリコンを抽出, それで, 高温での砂. 単純なシリコンは、大きな分子を形成するためにきちんとした原子と共有結合を持つ結晶構造である. 事務員はシリコンを丸いスライスにして生産する チップs.

シリコンウエハにゼラチンを均一に塗布する, 光（リソグラフィーマシン）のマッピングを制御し、特別に指定された位置（水に溶ける）でゼラチンの性質を変更します。それから、シリコンの溝を得るために水で洗浄する.

特別指定領域に感光性ポリシリコン層等の不純物を添加する場合, ダイオードの走査とリンのような, 思考法回路は溝に連続的に形成される, 一般に粒子灌流として知られる.

残りの場所は、感光性コーティングで覆われてもよい, そして、シリコンは腐食性溶液で腐食されて、結晶管を形成することができる.

もちろん, また、金属材料をミックスすることができますワイヤーを形成する, 電気または抵抗.

This プロセス 私たちが期待する集積回路を得るために何度も（一般に20未満）繰り返されることができます。 多くを含む大きな水晶ディスク チップs.

3パッケージテスト

上記の通り, アフター チップ 生産される, 完成品ではない, しかし、大きなウェーハ, テストする必要がある, カットとカプセル化 チップ テスター.

満足なテストは、彼らが生産と品質を増やして、生産とマーケティングの有能な円を確立することにとって重要であるユーザーに達する前に品質基準を満たしない製品を作ることができます。試験機は、チップが予め設定された目的を満たしているかどうかを検証するための成功したテストであり、それに対する背景変化の影響、および不均一な寿命を研究する。

2019年までに、中国は輸入されたチップ（燃料で200億ドル以上だけ）に300億ドル以上を費やしていました、そして、90パーセント以上が輸入に依存した世界のチップの1 / 3の合計を購入しました。チップに対する依存性は依然としてかなり大きいことがわかる。中国における半導体チップの現状を研究するためには，まずチップ産業の全体のプロセスにおいて分業を見なければならない。

世界 チップ産業チェーン:

中国 精密会社 海外果物, AMD, Qualcommと他の有名なメーカーは、しばしばプリセットを作るだけです, どちらがファレス チップ プリセット；プリセット後, 図面を第三者に伝える チップ TSMCまたはサムスンのような製造工場アフタープロダクション, 完成品ではない, しかし、大きな丸いシリコン接合結晶. それは、日の色と保安に届けられなければなりません. そのような企業はテストするためにEDAソフトウェアを使用する, カットアンドパッケージ, そして最後に チップ我々が通常見るs.

大部分のチップ生産プロセスは上で説明されます、しかし、まれな例外があります。たとえば、インテルやサムスンなどの超大企業の全体のプロセスは、自分自身でバランスされ、すなわち、プリセット、生産、テスト、パッケージングはすべて自分で行われます。一般的にこの標準スタイルのIDM標準スタイルを呼び出します。実際には、まず、私たちはすべてのチップの標準的なスタイルのチップを生産したが、後に我々はコストと速度について考えた。結局、自分で生産ラインを設定するには高すぎて、アップグレードは高速です。施設が減価償却のためにそこに置かれたあと。

そして，その必要性は，tsmcのような企業の出現につながり，コスト管理の前提で生産能力を大幅に増大させた。しかし、これはまた、別の変更をもたらした、すなわち、チップ産業のしきい値グループが減少している。一度チップ産業のしきい値に触れることができなかった何十億人もの人々がいなかった。今ではチップを作る誰かを見つけるために数十億チップのプリセット開発に1ダース以上を投資する必要があります。

中国のチッププリセット，生産およびテストパッケージングと世界標準の比較

世界のチップ産業チェーンを終えた後、チップ自体のプロセスフロー、すなわちプリセット、生産、パッケージングテストに戻りましょう。この3次元から分析しましょう。

1チップセット

Chip プリセット 一般的には プリセット, フロントエンドシミュレーション, バックエンドプリセット, 検証, ポストシミュレーション, シグノフ調査, そして、設定された統計情報をOEM.

上で述べたように、Huawei hisiを含む多くの大企業がチッププリセットを行うだけであるので、hisiは基本的にチッププリセット企業です。

1 . ARMアーキテクチャ:

上記の通り, 今まで, 主流 チップ アーキテクチャは、X 86（インテルとAMDに排他的な、PC市場を支配する）、ARM（モバイル便利施設）、RISC - V（ライジングスター、インテリジェントウェアラブル設備で広く使用される）、MIPS（主にゲートウェイとセットトップボックスで使用）。何故ならRMアーキテクチャは低消費電力であり、低コストのユニークな場所は特に携帯電話のようなモバイル設備の青い目に影響されている（ARMとX 86アーキテクチャは市場占有率の面で2つの最大のアーキテクチャである）。

当社の精密企業は、ARMエンタープライズのパブリックバージョンアーキテクチャに基づいた二次研究開発から来ました。ARMはイギリス企業であり、商務省のA部門に影響されないと主張していますが、ARMの振舞いは過去1年間不安定です。これまでのところ、NVIDIAは世界中から買われると報告されている。次世代命令セットのチップを独立して予め設定しないと、難易度が非常に高い。

2 . EDAプリセット

The チップ 構造は前提前提. 建物や泡セメントを選ぶ時, また、特定の建築計画が必要です, それで, チップ プリセットting. この過程で,私たちは、EDAソフトウェアを必要とする全体の旅について話しました 工業). 上記の通り, EDAのソフトウェアを半自動的にプリセットすることができます チップ 全体のプロセスが成功する. デザイナーはいくつかの重要な位置を変更する必要があります, 制御不能なリスクを大いに減らす.

当社の精密企業は主にMingdaoインターナショナル、Xinsi科学技術とKaidengエレクトロニクスのソフトウェアを使用します。これらの3つは、世界最大のEDAソフトウェア企業であり、それらのすべては、アメリカ企業です。

スマートEDAソフトウェアプロバイダはまた、コンポーネントの基本的な情報の数値パッケージとクリスタルチューブ、MOS管、抵抗器、コンデンサのような法律の単位の数値パッケージを提供するために鋳物工場を必要とする、TSMCなどの鋳造工場に無料のEDAソフトウェアを提供しています。などの数値パッケージは、継続的に最適化され、多くの回（時には月）更新され、フォームの検証とバインドソフトウェアのため、基本的にのみ最新バージョンをサポートしています。海賊ソフトウェアとは異なり、我々はまだ禁止令後に更新せずに、古いバージョンを使用することができます。チップを検証するために最新のバージョンのソフトウェアを必要としないなら、プリセットチップが動くことができず、ストリーミング障害が起こり、ストリーミング障害は数百万の資金が失われ、コストリスクが非常に高いことを意味します。

フダジユアンは最終的に中国のEDAソフトウェアのリーディングカンパニーです. 長年にわたって, それはいくつかの分野を担当することができた. しかし, 上記の通り, like 半導体チップ s, it needs the cooperation of the whole process to cover プリセット process of the whole ハイエンドチップ, そして、我々はいくつかのポイントをカバーすることができます.

2チップ製作

のプロセス チップ 捏造酸素化-膜堆積-リソグラフィ-エッチング-イオン灌流-クリーニング；

チップ製造の分野では、TSMCは疑いなく世界最強の企業である。その強力な技術と主要な能力は、その主要な位置を確実にします。しかし、これは多くのアメリカの半導体施設の使用に基づいています。アメリカの技術を支持することなく、今日、TSMCがないと言うことができます。したがって、国Aで禁止が発行されるならば、TSMCは注文と基礎技術を量った後に我々のためにチップを処理しないことを選ぶことができます。

あなたは、我々がまだSMICを持っていると言うかもしれません？ハードワークの長年の後、2004年に記載されているSMICインターナショナルは、最終的に主要な画期的な19年間で14 nmプロセスのノードを征服した。しかし、まず最初に、我々は、TSMCがプロセス技術に関して少なくとも2つの世代によって遅れている18年で果物に7 nmのチップを供給したと理解しなければなりません。第二に、たとえ我々がサイズ、パフォーマンスと連続ナビゲーションでそれほどよくない製品を受け入れることができるとしても、SMICは我々のためにそれをすることができません。上記のチップ製造プロセスでは、エッチングリンクでは、7 nmと5 nmの生産ラインに、より高度な技術を適用することができた。しかし、それは世界平均レベルの後ろに遅れます。生産リンクでは，米国からの技術が多い。例えば、SMICはアメリカの応用材料企業のスキームを適用しました。したがって、国が本当に禁止を持っているならば、SMICはHuaweiのためにチップを作ることができません。

リソグラフィ

第二に, つの主要な技術 チップ 捏造. リソグラフィ・マシンは、フォトレジストでおおわれているシリコン・ウェーハ上の回路図をプロジェクトするエッチング装置は、回路図を描いたシリコンウェハ上の並列分岐回路図を腐食する. 二つの設備は互いに補完する, そして、行方不明者はいません.

EUVリソグラフィー技術は高い難しさを有している（DUVの改良版は、液体金属スズを抑制した後に、大きな波長から小さな波長まで正常に変化している）。開発は、すべてのヨーロッパ諸国を含む約40カ国の参加と20年以上前に始まった。しかし、アメリカだけが最終的には、技術的な難しさの程度は、原子爆弾を作る以上に維持されています。現在のチップでは、少なくとも20回のリソグラフィ（一度に1層）を実行しなければならず、1回のエッチング層の描画を何度も拡大すると、ニューヨーク市と郊外全体の地形図より複雑である。100平方ミリメートル（飛行機のサイズは、直径の極端な1つ未満）の平面またはオブジェクトの表面サイズとチップ上の全ニューヨークと郊外の地形図を記録想像してください。どのように複雑な構造を想像することができます。

したがって、フォトリソグラフィーは非常に複雑で重要な技術である。その精度とシャープネスは、チップのコンピューティング経験と品質に直接投票します。より正確なエッチング能力のみが回路設計者のアイデアをマイクロスケールで実現できる。リソグラフィー技術がチップリソグラフィ期間中の国々間の競争の最前線であることは間違いない。

リソグラフィー技術の最先端分野はオランダ企業asml（asml）により独占され，その5 nmリソグラフィーマシンが使用されている。今年、TSMCのA 14プロセッサ、Qualcomm Xiaolong 875シリーズとマスコット9000プロセッサは、すべてこの施設によって生産されました。今まで、中国のリソグラフィマシンは28 nmプロセスのマイクロエレクトロニクスです。開発には経験の違いの時代があり、量産には経験の2倍の違いがある。他の多くのリンクに関しては、彼らもちょうど始め始めました。

3パッケージテスト

上記の通り, アフター チップ 生産される, 完成品ではない, しかし、大きなウェーハ, テストする必要がある, カットとカプセル化 チップ テスター.

満足なテストは、彼らが生産と品質を増やして、生産とマーケティングの有能な円を確立することにとって重要であるユーザーに達する前に品質基準を満たしない製品を作ることができます。試験機は、チップが予め設定された目的を満たしているかどうかを検証するための成功したテストであり、それに対する背景変化の影響、および不均一な寿命を研究する。

2019年までに、中国は輸入されたチップ（燃料で200億ドル以上だけ）に300億ドル以上を費やしていました、そして、90パーセント以上が輸入に依存した世界のチップの1 / 3の合計を購入しました。チップに対する依存性は依然としてかなり大きいことがわかる。中国における半導体チップの現状を研究するためには，まずチップ産業の全体のプロセスにおいて分業を見なければならない。

世界のチップ産業チェーン

中国の精密会社、海外の果物、AMD、Qualcommと他の有名なメーカーはしばしばプリセットを作ります。プリセットの後、TSMCまたはサムスンのようなサードパーティ製のチップ製造鋳造所に図面を届けます;製造後、それは完成品ではなく、大きな丸いシリコン接合結晶である。それは日の色とセキュリティに配信する必要があります。そのような企業は、テスト、カット、パッケージにEDDAソフトウェアを使用し、最終的に我々が通常見るチップを形成する。

大部分のチップ生産プロセスは上で説明されます、しかし、まれな例外があります。たとえば、インテルやサムスンなどの超大企業の全体のプロセスは、自分自身でバランスされ、すなわち、プリセット、生産、テスト、パッケージングはすべて自分で行われます。一般的にこの標準スタイルのIDM標準スタイルを呼び出します。実際には、まず、私たちはすべてのチップの標準的なスタイルのチップを生産したが、後に我々はコストと速度について考えた。結局、自分で生産ラインを設定するには高すぎて、アップグレードは高速です。施設が減価償却のためにそこに置かれたあと。

そして，その必要性は，tsmcのような企業の出現につながり，コスト管理の前提で生産能力を大幅に増大させた。しかし、これはまた、別の変更をもたらした、すなわち、チップ産業のしきい値グループが減少している。一度チップ産業のしきい値に触れることができなかった何十億人もの人々がいなかった。今ではチップを作る誰かを見つけるために数十億チップのプリセット開発に1ダース以上を投資する必要があります。

中国のチッププリセット，生産およびテストパッケージングと世界標準の比較

世界のチップ産業チェーンを終えた後、チップ自体のプロセスフロー、すなわちプリセット、生産、パッケージングテストに戻りましょう。この3次元から分析しましょう。

1チップセット

チッププリセットは、一般に分かれます：フロントエンドプリセット, フロントエンドシミュレーション, back-end プリセット, 検証, ポストシミュレーション, シグノフ調査, そして、設定された統計情報をOEM.

上記の通り, H - HiSiliconのみを含む多くの大企業 チップ プリセット, したがって、シリコンは基本的には チップ プリセット企業.

1 . ARMアーキテクチャ:

上記の通り, 今まで, 主流 チップ アーキテクチャは、X 86（インテルとAMDに排他的な、PC市場を支配する）、ARM（モバイル便利施設）、RISC - V（ライジングスター、インテリジェントウェアラブル設備で広く使用される）、MIPS（主にゲートウェイとセットトップボックスで使用）。ARMアーキテクチャは低消費電力であるので、特に低コストのユニークな場所は携帯電話のようなモバイル設備の青い目によって影響されます（ARMとX 86アーキテクチャは市場占有率に関して2つの最大のアーキテクチャです）。

当社の高精度企業は、ARMエンタープライズのパブリックバージョンアーキテクチャに基づく二次研究開発から来ました。ARMはイギリス企業であり、商務省のA部門に影響されないと主張していますが、ARMの振舞いは過去1年間不安定です。これまでのところ、NVIDIAは世界中から買われると報告されている。Huaweiが次世代命令セットのチップを独立してプリセットすることを許さないなら、難易度は非常に高い。

2 . EDAプリセット

The チップ 構造は前提前提. 建物や泡セメントを選ぶ時, また、特定の建築計画が必要です, それで, チップ プリセット. この過程で, 私たちは、EDAソフトウェアを必要とする全体の旅について話しました 工業). 上記の通り, EDAソフトウェアは自動的に半自動プリセット the チップ 全体のプロセスが成功する. デザイナーはいくつかの重要な位置を変更する必要があります, 制御不能なリスクを大いに減らす.

当社の高精度企業は主にMingdaoインターナショナル、Xinsi科学技術とKaidengエレクトロニクスのソフトウェアを使用します。これらの3つは、世界最大のEDAソフトウェア企業であり、それらのすべては、アメリカ企業です。

スマートEDAソフトウェアプロバイダはまた、コンポーネントの基本的な情報の数値パッケージとクリスタルチューブ、MOS管、抵抗器、コンデンサのような法律の単位の数値パッケージを提供するために鋳物工場を必要とする、TSMCなどの鋳造工場に無料のEDAソフトウェアを提供しています。などの数値パッケージは、継続的に最適化され、多くの回（時には月）更新され、フォームの検証とバインドソフトウェアのため、基本的にのみ最新バージョンをサポートしています。海賊ソフトウェアとは異なり、我々はまだ禁止令後に更新せずに、古いバージョンを使用することができます。チップを検証するために最新のバージョンのソフトウェアを必要としないなら、プリセットチップが動くことができず、ストリーミング障害が起こり、ストリーミング障害は数百万の資金が失われ、コストリスクが非常に高いことを意味します。

HD JTは最終的に中国のEDAソフトウェアのリーディングカンパニーです。長年の進歩を通じて、いくつかの分野を担当することができました。しかしながら、上述したように、半導体チップのように、ハイエンドチップ全体のプリセットプロセスをカバーするためには、全体のプロセスの協調が必要であり、いくつかのポイントしかカバーできない。

2チップ製作

チップ製造のプロセスは、酸素化−膜堆積−リソグラフィ−エッチング−イオン灌流−クリーニングに大別できる

チップ製造の分野では、TSMCは疑いなく世界最強の企業である。その強力な技術と主要な能力は、その主要な位置を確実にします。しかし、これは多くのアメリカの半導体施設の使用に基づいています。アメリカの技術を支持することなく、今日、TSMCがないと言うことができます。したがって、国Aで禁止が発行されるならば、TSMCは注文と基礎技術を量った後に我々のためにチップを処理しないことを選ぶことができます。

あなたは、我々がまだSMICを持っていると言うかもしれません？ハードワークの長年の後、2004年に記載されているSMICインターナショナルは、最終的に主要な画期的な19年間で14 nmプロセスのノードを征服した。しかし、まず最初に、我々は、TSMCがプロセス技術に関して少なくとも2つの世代によって遅れている18年で果物に7 nmのチップを供給したと理解しなければなりません。第二に、たとえ我々がサイズ、パフォーマンスと連続ナビゲーションでそれほどよくない製品を受け入れることができるとしても、SMICは我々のためにそれをすることができません。上記のチップ製造プロセスでは、エッチングリンクでは、7 nmと5 nmの生産ラインに、より高度な技術を適用することができた。しかし、それは世界平均レベルの後ろに遅れます。生産リンクでは，米国からの技術が多い。例えば、SMICはアメリカの応用材料企業のスキームを適用しました。したがって、国が本当に禁止を持っているならば、SMICはHuaweiのためにチップを作ることができません。

リソグラフィ

第二に, つの主要な技術 チップ fabrication. リソグラフィ・マシンは、フォトレジストでおおわれているシリコン・ウェーハ上の回路図をプロジェクトするエッチング装置は、回路図を描いたシリコンウェハ上の並列分岐回路図を腐食する. 二つの設備は互いに補完する, そして、行方不明者はいません.

EUVリソグラフィー技術は高い難しさを有している（DUVの改良版は、液体金属スズを抑制した後に、大きな波長から小さな波長まで正常に変化している）。開発は、すべてのヨーロッパ諸国を含む約40カ国の参加と20年以上前に始まった。しかし、アメリカだけが最終的には、技術的な難しさの程度は、原子爆弾を作る以上に維持されています。現在のチップでは、少なくとも20回のリソグラフィ（一度に1層）を実行しなければならず、1回のエッチング層の描画を何度も拡大すると、ニューヨーク市と郊外全体の地形図より複雑である。100平方ミリメートル（飛行機のサイズは、直径の極端な1つ未満）の平面またはオブジェクトの表面サイズとチップ上の全ニューヨークと郊外の地形図を記録想像してください。どのように複雑な構造を想像することができます。

したがって、フォトリソグラフィーは非常に複雑で重要な技術である。その精度とシャープネスは、チップのコンピューティング経験と品質に直接投票します。より正確なエッチング能力のみが回路設計者のアイデアをマイクロスケールで実現できる。リソグラフィー技術がチップリソグラフィ期間中の国々間の競争の最前線であることは間違いない。

リソグラフィー技術の最先端分野はオランダ企業asml（asml）により独占され，その5 nmリソグラフィーマシンが使用されている。今年、TSMCのA 14プロセッサ、Qualcomm Xiaolong 875シリーズとマスコット9000プロセッサは、すべてこの施設によって生産されました。今まで、中国のリソグラフィマシンは28 nmプロセスのマイクロエレクトロニクスです。開発には経験の違いの時代があり、量産には経験の2倍の違いがある。他の多くのリンクに関しては、彼らもちょうど始め始めました。

3パッケージテスト

フレンドになりたい人 チップ 中国はパッケージングとテストリンクの世界で最初のコラムにあると思うかもしれない. しかし, 実際の状況は、日本とアメリカの企業が研磨試験機を独占することだ, 米国からのteredaとkexiu半導体が国内のシーリングとテスト施設の半分以上を占めるところ, また、半導体試験設備の定位率は10 %で十分ではない.

包装試験

中国の半導体チップと世界標準とのギャップの後、プリセット、生産、パッケージングテストに関しては、あまり楽観的ではない。実際には、我々は経験のないEDA、生産、リソグラフィとOEMではありません。Huada Jiutian、チョンウェイエレクトロニクス、HiSsiと他の会社は様々な分野で多くの基礎を築いてきました、いくつかの点と分野で、我々は前線と比較することさえできます。我々が今する必要があるのは、より多くのポイントが出現することであり、最終的に、成熟した完全な半導体産業のチェーンを、ポイントからエリアへの調整された進歩を通して形成する。

中国の半導体チップ技術の現状とギャップを理解した上で、どのように追求し、成功するかについて深く考えなければならない。

中国における半導体チップの現状

イン工業 基本的な物理学が停滞している場合（以下で説明するように）、インテルはまだ大きな利点（EDAプリセット、プロセスなど）を持っています。上昇星とそれの間のギャップは徐々に減少する. 中国は、1960年代の進歩のウインドウ期間を失いました semiconductor 工業 歴史上, ある意思決定誤差と結合した, 半導体の不活発な状況に終わる チップ 工業. しかし, 近年の中国の太陽光発電産業の急速な発展は、少数の 半導体.

しかし、直面している問題はまだ非常に困難であり、困難です。プリセットチップのEDAエンジニアリングソフトは、基本的に米国とヨーロッパで独占されているチップ処理設備のリソグラフィーマシンはまだオランダのasmel企業によって独占されており，一連の高い技術と新技術で構成される設備のセットは，アメリカの応用材料企業（amat）とコリン開発企業（lam）によって独占されている。また、チップの製造には、フッ酸、フォトレジスト、その他の化学原料が必要であり、これらの高精度化学原料は東洋によって供給されている（韓国は東洋によって切断され、ほとんどのチップシャットダウン）。製造工程においてハードウェア条件が満たされても，インテルチップの蓄積済みプリセット経験（ゲート回路配置と組合わせ機能成功形）は一晩追いつかない。私たちは10年か20年以上勉強する必要があります。

中国の半導体産業チェーンに直面する問題点

The 進捗 of テクノロジー資本市場から切り離せない。資本の展望から始めましょう チップ 市場と資本.

まず第一に、チップ産業は、そのアップグレード速度がかなり速いという顕著でユニークな特徴を持っています。他の産業と異なり、ローエンドや低コストの市場では膨大な需要がある。価格の優位性を通じて、我々は低エンドから始めることができる徐々に市場を展開し、才能を蓄積し、ハイエンドに移動します。チップにとって、市場は常に優れた性能を持つハイエンド・チップであり、低価格市場はほとんどない。

第二に、先端チップ技術を持つ企業にとって、チップの開発とプリセットと生産ラインの確立は多くの投資を必要とするが、新しいチップ市場はそれほど大きい。同時に、高精度フォトレジストのような成熟した技術のセットは、また、大規模な生産を確実にすることができる。開発投資は、大量の商品によってまもなく希釈されるだろう。

また、中国のチップ開発は、中国は資本（不足数十億を開発する）と人々が基本的な開発の科学技術のポジションを保持していません（しかし、それはチップの経験蓄積が欠けている）。しかし、資本の投資は、入出力比に注意を払う。資本グループは数十億の投資をしている製品が主流の半導体プロセス（ターミナルチップ）に追いつくことができないことを心配して、古い製品を開発することができるだけです。このような高い開発コストは市場によって希薄化されないが、中・低価格チップの価格は高価である。投資は底なしの穴のようなもので、チップ産業の難しい進歩の本質である大規模な投資と開発を実行する動機はない。

簡単に言えば、最初のムーバーの利点のため、CPUの生活習慣サークルが形成されている。デスクトップX 86は、組み込みのアームとソフトウェアとハードウェアのライフスタイルサークル成熟して安定している。外国の道路を歩くことは、特許バリアによって妨げられるでしょう。あなた自身の生命習慣円を構築するならば、上記の通り、あなたは国がそれを買うことができることを望むことができるだけです。市場はローエンドチップを必要としない。市場で命を救うのは難しすぎる。

3,  How to develop 半導体チップ 工業?

私は、以下の理由を分析した後にそれを認めなければなりません チップ 開発 in China, 能力はどう変わるのか?

1 .モルの法則は徐々に有効性を失う

上記の通り, 濃い過程で, 3 nmプロセス チップ現在開発され、大量に投入される準備が整っている生産. しかし, 性能向上, 表面処理と密度は直接比例しない, Molleの法則が徐々に効果を失い始めたことを示している. 基礎物理学が壊れていないという前提で, 半導体の密度の向上 チップ世界中の, そして、我々は継続的に最適化し、より良いプロセスをプリセット. これはまた、我々の国に一度の機会を与える. 我々が前進しないならば, 我々は戻って. しかし, 我々はまだその チップ プリセット経験数十年の蓄積. 少し詳しく, 絶妙で独創的なプリセットによって実現された機能は、私たちを何十年か20年も驚異的にすることができます.

中国の市場から撤退する大手チップ会社

上記の通り, 半導体企業の巨人たちは、最初のムーブメントの利点を備えています. しかし, 市場は最新かつ最強のものしか必要としない チップs, 全体を独占することに相当する チップ 市場と市場の利益の悪循環に陥り、開発に投資する力はない, したがって, の追求 semiconductor 工業 他の産業よりずっと難しい.

しかし、現在、国のチップ禁輸政策は、イニシアチブを中国市場から撤退させました。これは中国のハイテク企業のための悪いニュースの小さな部分ではありませんが、多くの人々は、期間中に国内のチップの電子設備を使用するときにパフォーマンスの低下を感じるだろうが、それは、乗組国でチップ業界の発展のための一生の機会を与える。我々にとって、我々は短時間で自己生産されたチップパフォーマンスの不十分さを許容する必要があるかもしれません。しかし、広範な観点から、これは正常に積極的な進歩を達成するために必要なステップです。この非客観的市場背景の圧力の下で、中国のチップ技術レベルは正常に追求される。

国際的・商業的活動の勢いの変化を考慮して、半導体産業の海外への依存を取り除くため、中国は一連の政策を公布した。私が話した年の8月4日、政府会議は「新しい時代における集積回路産業とソフトウェア産業の高品質な進歩の改善にどのような政治政策が関わっているか」を印刷して配布した。これは、ライン幅が28 nm未満の集積回路会社と15年以上の管理期間が10年以内に法人個人税から免除されることを表しました。

今年、世界最大のチップメーカーであるインテルは、TSMCにチップビジネスをアウトソーシングする準備をしていた。ビジネス思考に加えて、モレルの技術そのものの有効性を失う要因がある。この法律の下では、チップ生産技術の改善は遅くなります。したがって、インテルは最新の7 nmと5 nmのチッププロセスを追求したくない。

1モルの法則

この法律はゴードンモールによって提案された, インテルの創始者の一人. その中心的な実質的な重要性は、単位面またはオブジェクト面の大きさを有する集積回路上の許容可能な水晶管のナンバーが24ヵ月ごとにほぼ二倍になる効果である, それで, のパフォーマンス プロセッサは2年ごとに2倍になります（この法律は、唯一の自然の物理法則ではなく、業界の経験です）。この法則はコンピュータドライバの記憶容量の開発にも適している, 多くの産業企業が事前に性能を推測する基礎となった.

2、Molleの法則は徐々にその有効性を失います。

しかし, 最近の研究は、第1世代 チップ は5 nm チップ, 密度は70 %増加する, 速度は10 %〜15 %増加. しかし, とどのつまり, the performance of the チップ 25 %～30 %だけ改善性能向上の面は直接的に比例しない改良 密度と速度。したがって, 現代 チップ最新の3 nmプロセスのsは、物理的なほくろの法則の限界に遭遇しそうです.

バリア浸透

効果の損失の理由は、基礎物理学と量子力学に関連している.古典的な力学は、ポテンシャル障壁を通過する物体（例えば電子）がしきい値エネルギー＋光線容量を超えることを必要とする。量子力学は、粒子エネルギー+ストランドが閾値エネルギー+ストランド未満であっても、それを認識する。 小さなバッチがリバウンドされる, そして、小さなバッチはまだ潜在的な障壁を通過することができます.

障壁浸透確率

量子力学がマイクロスケール粒子の研究であることを我々は皆知っている, そして、微妙な集積回路 半導体 この法律には適している. バリアを透過する電子の確率係数を示すためにTを使いましょう, とaは障壁幅を表す.

以上のことから、障壁幅の増加に伴い電子の侵入確率は急激に減少することが判る。障壁が非常に広くなると、エネルギー+ストランドの差が非常に大きく、粒子の質が大きく、透過係数Tが少しずつ小さくなることがわかる。逆に、ポテンシャル障壁を狭くすると、ポテンシャル障壁を通過し、量子トンネリング効果を生じる。

現在非常に集積したチップを見てください。水晶管回路のギャップは狭くなり、狭くなっている。ある距離まで小さい場合，量子トンネリングの確率は大きく増加する。このようにして、チップの正常な考え方と動作が故障してしまい、性能を向上させることができない。

モーグルの法則の終わりは、何をもたらすでしょうか。

過去20年を振り返って, コンピュータやスマートフォンの平均性能は2年で2倍になった, そして、それは非常に高速に古い唾を吐くと受け入れる 新しい. アプリケーションソフトウェアの反復プロモーション, また、より多くの時間のFMCGとして変更している. これらはより小さい, より正確で高速なICと チップ プロセス.基礎半導体の改善テクノロジー stagnates, 当社の現在の電子製品は、消耗しにくい消費財になる. チップは、安定性とコストのバランスを達成するために努力する. 最後に, 彼らは消耗しにくい消費財になるだろう, 冷蔵庫のような, エアコンとテレビ. 我々が前進し続けるならば, 利益率メーカーsも削減されます。

まとめる,主要メーカーがもはやより正確でない（改善されたパフォーマンス）と手頃な価格を開発することができないならばチップ3 nm後のsチップ 将来はテクノロジーが停滞する. しかし, 話が二つある. あなたが前進しないならば, あなたは戻って. 全体の停滞 半導体産業 また、いくつかの機会をもたらします中国 半導体産業. しかし, 我々は、技術の蓄積が一晩で達成されないことを認識しなければならない. 基礎物理学がボトルネックに遭遇したが, the チップ 過去数十年の間のプリセット経験は簡単に克服することはできません. スマートで巧妙な詳細プリセットと最適化の値は.

スーパーコンピュータ

スーパーコンピュータはこちら, スーパーコンピューティングということ. そのパフォーマンスはMolleの法則に沿って改善を続けている, あたかも何の影響も受けなかったかのように我々のスーパーコンピューティング魔法力Taihu Lightは、理想的な状況の下で浮動小数点演算（実行点）を持ちます。そして、世界で傲慢で支配している一部の人々さえ, しかし、これは本当にそうです?

まず、概念を明確にする必要がある。スーパーコンピュータは多くのプロセッサと一緒に動作することに焦点を当てています。それは、特に一つのプロセッサーの経験に集中しません。もちろん、電力消費率の観点から、単一のプロセッサの性能も非常に重要である。私たちのマジックパワーTaihu光は、単一のチップのプロセスが2世代でインテルの後ろに遅れていることに基づいて、より多くのチップを積み重ねることです。これは経験を超えているコンピューティングの特定の側面を正常に実現する優れたリンクアーキテクチャに依存します。

一般的に言えば、ゲームをプレイするときに独立したグラフィックカードを追加するように、お金を持っている場合は常にRTX 3090を追加することができます。あなたは、多くのグラフィックカードをより多くのコンピューティングパワーを発揮するために並列操作を実行することができるアーキテクチャをプリセットしようとする必要がありますし、常にお金（お金を別の方法でお金を追加することができますが、残念ながらそれは無期限に追加することはできません）。

スーパーコンピューティングの中心的指標とは何か

私たちは皆、スーパーコンピューティングがパフォーマンスを集めていることを知っている. しかし, あなたが1000を加えるならば チップs, 実際の計算ピークは100です チップs, 値段が高すぎます. したがって, 国際的に, スーパーコンピューティングの最も意味のある指標が速度. それで, 計算ピークの理論ピークへの割合, それで, それが実行できるパフォーマンス.

（注：計算されたピーク値は、国際的に受け入れられている標準であるLinpack手順で得られます。超大規模一次方程式のためのオープンソース並列手順です）

スーパーコンピューティング料金

ここでのレートは、並列処理率. スピードについて話す前に, まずコンセプトを理解しましょう. 並列処理の特徴は、複数のプロセッサによって計算されるべき小さな問題に大きな問題を分割することである. 同時に, また、複数のプロセッサ間で値を交換する必要性についても投票します, それで, コミュニケーション, 一般的に言えば, シリアル手続きは主にメモリの通信時間において無視される（大きな数値ライブラリのような厳しい性能要件の文脈で最適化する必要がある）。並列手順のスーパコンピューティング, 事実上, 複数の独立したコンピュータはネットワークを通して一緒に接続されます, 一種のクロスノード通信である. ネットワークの性能は通信時間に直接投票し、最終レートに影響する. 通常のスーパーコンピューティングは、プライベートネットワークを使うのが適切であると考えます, 少なくとも10ギガビット帯域幅.

上記の概念を理解した後、以下の式を見てみましょう。

並列実行ランタイム=プロセッサ実行時間+通信時間

並列処理速度=シリアル処理時間/並列処理時間

上記の式から、手順の実行時間を短縮するために並列化（不均一性を含む）を用いることが適切であると考えられる場合、通信時間を増加させる可能性があることが分かる。ただ一つの処分の性能が永久的に固定されている状態では、ネットワークの縮小をいかに最適化するかが重要である。レートインデックスは直接それがそうする価値があるかどうかを量ります、結局、あなたは100匹の馬でタンク車に勝ちました。

我々が認めなければならない1つのことは、第二次世界大戦以来、基本的な物理科学における飛躍的な革新がなかったということです。エネルギー、物質、材料などの分野での産業を見ると、第二次世界大戦後の1950年代と1960年代に比べて多くの進歩と改善がなかった。応用力学における量子力学のような基礎理論を進めることが多い。半導体も量子力学のエネルギーバンド理論の研究に入ってきた。そのアプリケーションは、今日の急速にIT業界を向上させる作成しています。

IT産業

Tまだ急速に進歩する産業現在 IT業界はチップ コンピューティング経験.我々は、水晶管によって運ばれる操作が経験されて、物理的な限界に近いので、IT産業の進歩がボトルネックに遭遇するかどうかについて尋ねるのを助けることができません, そして、モールの法則は徐々に消えます? これは私たちに問題をもたらします. 経済進行の推進力が消滅した後, 労働力の向上は停滞するだろう. 人口や欲望がある程度増加するとき, 経済が改善しないならば, 大きな社会矛盾が形成される. 科学技術の破壊と進歩だけで, つの産業革命の能力成長のような, 労働党は人々をマルサスのピットから導いた.

現在の7 nmの製品化により、5 nmと3 nmのチップは限界に近づき、Mulleの法則はその有効性を失い、将来の半導体やIT業界にとってはどうなるのか。量子力学のもう一つの応用は、量子もつれ、すなわち量子通信や量子コンピュータなどの他の理論を含んでいる。

量子計算

量子コンピューティングは間違いなくコンピューティングの分野で別の革命です。我々は、情報の最小単位、すなわちビット転送計算機を表現する。我々は、回路がオンになって、0または1を表現するかどうか成功するために、クリスタルチューブを使用します。量子コンピュータは陽子のスピン回転を常に表現する。同時に、量子の重ね合わせ状態のため、陽子は多くの条件で同時に存在することができ、すなわち様々な変数を記憶し、前進し続け、多目的並列（同時）動作を成功させることができる。計算の経験では、それは自然に指数関数的に強化され、計算率は数百回増加します。

例えば，量子コヒーレント実体とその周辺背景からなる系間の相互作用は，量子特性の急速な消失を引き起こす。このプロセスは「Decoherence」と呼ばれています。量子ビット数の増加に伴い，周辺の背景との接触の可能性が増し，関連する時間を延長する方法が鍵となった。加えて、量子コンピューティングは、一般的にノイズとして知られているカロリーとランダムな攪拌の影響に遭遇すると、不正確な最終的な結果などの結果になりますその運用背景も非常に厳しいです、そして、その要求は完全なゼロの近くです。

展望

半導体チップ製造 基本的な科学技術の蓄積を重要視する産業であり 産業連鎖 in many fields. ショートカットはない チップ progress. 一歩一歩踏み出す必要がある. 現在のビジネス活動戦争の文脈で, 我々は、他のものによって制御される主要技術の深刻さを実現しました, そして、我々は増加している投資を調べて、最終的に半導体分野で良い進歩をすると思っています.

国家レベルでの競争をさらに解消するためには、半導体チップの分野における技術的なブレークスルーは、国に利益をもたらすだけでなく、国民全体の進歩と進展にも良いニュースをもたらすことに気づくべきです。一旦技術が成功したならば、それはマルサスの罠を壊すことでありません、我々がすることができることは、良い研究背景を構築して、才能を尊重して、育てて、注意して、基本的な科学を壊して、最終的に人々の一般的な社会的フォームの進歩と改善を実現することです。

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