반도체 칩 - 우리가 어떻게 이런 상황을 타개해야 하는가
칩은 집적회로기판-IC라고도 하는데 반도체소자, 비유원소자 등 소규모의 한 형식으로 대량의 마이크로결트랜지스터를 하나의 작은 칩에 집적할수 있다.
집적회로기판 - IC
따라서 칩은 하나의 결형 트랜지스터, 각종 고체 반도체 소자 (다이오드, 결형 트랜지스터) 로 구성되어 있으며, 2000년 중후반 반도체 기술의 진보로 집적회로 칩의 개선이 가능해졌고, 수동 조립에서 클러치를 사용하는 전자 소자 집적회로판이 더욱 신뢰할 수 있게 되었다.고성능 (소형 단락 빠른 전환 저전력 부품, 저에너지), 저비용 (광판 기술, 높은 생산성).
과거 국가와 국민 공동체는 토지, 인구, 연소 재료, 시장 등 식량 자원을 쟁탈하기 위해 싸웠다. 이러한 자원은 기본적인 교통 연결이 필요하기 때문에 우리는 이러한 자원을 싣고 유용하게 사용할 수 있는 많은 도로와 다리를 건설했다.제 2 차 세계 대전 이후 기초 과학은 근본적으로 깨지지 않았으며 에너지, 물질 및 재료 등 많은 분야가 여전히 정체되어 있습니다.더 나은 생존을 추구하고 있으며 디지털 인프라는 새로운 고점이 되었습니다.ation
1. 디지털 인프라:
디지털 경제 시대에 우리는 이미 중심 생산 요소와 전략적 자원이 되었다.디지털화의 전 생명주기를 둘러싼 네트워크, 저장, 계산과 응용 등 기초소프트웨어와 하드웨어는 이미 생산, 생존과 사회형태의 진보에서 없어서는 안되거나 없어서는 안될 새로운 기초시설로 되였다.이러한 새로운 인프라를 통해 물리적 공간 뒤에"보이지 않는 세계"를 성공적으로 관리했습니다.현재의 국제 추세와 전염병의 영향에 근거하여 디지털 인프라는 역할을 발휘하고 투자를 자극하며 안정적으로 사업에 참여하고 경제를 진흥시킬 수 있다.디지털 인프라는 기존의 기존 인프라와 달리 현재 가장 역동적인 경제 분야다.
디지털 인프라는 디지털 경제 진보의 초석이자 보장이며 경제의 고품질 진보의 새로운 동력이다.따라서 예측 가능한 미래에 세계는 디지털 인프라에 대대적으로 투자하는 추세를 맞이할 것이다.
2. 통신 및 컴퓨팅:
디지털 인프라의 응용은 통신과 컴퓨팅 능력을 중심으로 하며, 이는 우리가 잘 알고 있는 5G와 칩으로 전환된다.5G 통신 신용은 한데 모인 가치관을 링크하고 총결하였는데 계산능력은 바로 종합정보에 대한 처리이다.
전통 경제에서는 생산 라인, 기계 및 다양한 차량이 생산 도구로 사용되고 토지, 생산력 및 화석 연료 재료가 중심 생산 요소가되었습니다.새로운 디지털 인프라에 대응하여 인공지능, 5G, 사물인터넷과 클라우드 컴퓨팅은 이미 새로운 생산 도구가 되었고, 계산력과 가치는 이미 상술한 도구의 핵심 생산 요소가 되었다.컴퓨팅 능력과 가치는 현재 세계 경쟁의 감제고지가 되었다.
-。커뮤니케이션:
통신 분야에서 중국은 매우 가치가 있다. 지금까지 화웨이는 세계에서 가장 많은 5G 특허를 보유하고 있으며, 그 종합 기술은 세계 수준이다.그러나 우리는 칩 분야, 특히 고급 칩을 좋게 보지 않을 수 없다.비록 우리는 중신궈지 및 중국마이크로전자와 같은 많은 반도체 칩 회사들이 있지만, 그것들이 모든 분야를 전문적으로 하는 것은 아니며, 칩 업계는 전체 산업 사슬의 조화로운 진보를 필요로 한다. 특히 하나의 핵심 기술 방면에서 말이다.
-。계산:
오늘날의 사물인터넷 시대에는 신뢰 정보를 얻는 것이 매우 편리하다.설사 예견할수 있는 미래에도 정보가 충분히 광범위하고 계산능력이 충분히 강대하며 국가의 결책이 컴퓨터에 전달될수 있을 때 우리가 해야 할 일은 조작규칙, 즉 계산법을 제정하는것이다.다양한 산업 정보를 통해 공동 컴퓨팅은 새로운 요구 사항, 생산 능력 및 시장을 형성하고 세계 경제의 발전을 도울 수 있습니다.그때가 되면 국가 간의 게임은 매우 커서 두 슈퍼컴퓨터 사이의 게임으로 변할 가능성이 높다.누가 더 많은 데이터를 얻을 수 있는지, 과학적인 알고리즘을 지원하고, 더 강한 컴퓨팅 능력을 통해 최종적으로 두각을 나타내어 정확한 선택을 할 수 있는지.
국제 디지털 기업 IDC는 2023년까지 디지털 경제 생산액이 중국 GDP의 67% 를 차지할 것이라고 미리 예측했다.강대하고 독립적인 계산능력은 중국경제진보의 초석이 될것이며 투자와 계산능력을 발전시키는 핵심요소는 중국의 장기적인 계획으로 될것이다.의심할 여지 없이, 이 두 분야를 점령한 국가들은 앞으로 수십 년 내에 중요한 실질적인 힘을 얻을 것이며, 심지어 투표일 이후의 세계 질서도 얻을 것이다.
반도체는 전도성이 도체와 절연체 사이에 있는 물건이다.20세기 30년대에 이르러서야 재료의 고정화기술이 개진되여서야 광범한 허가를 받았다.반도체는 주로 집적회로, 광전소자, 분립소자, 센서로 구성된다.집적회로는 부품의 80% 이상을 차지하기 때문에 반도체를 흔히 집적회로라고 부른다.집적회로는 마이크로프로세서, 메모리, 사고법칙단위와 모방부품으로 나뉜다.그래서 우리도 그것을 하나의 칩으로 만들었다.
칩의 발전 과정
인텔은 개인용 컴퓨터 분야의 칩 거물이다.그것의 발전 역사는 기본적으로 칩의 발전 역사를 대표한다.그 발전 역사를 살펴보겠습니다.
칩의 역사
1.1971년, 인텔의 첫 상업용 프로세서 4004가 출시되었고, 2250개의 트랜지스터와 초당 60000회의 연산이 통합되었다.그것의 노출은 혁명적이었고, 그 후의 컴퓨터와 인터넷 혁명을 가져왔으며, 전 세계를 계속 변화시켰다.
2.1978년에 인텔의 유명한 8086 프로세서가 출시되었고 1981년에 IBM 컴퓨터에 사용되었다.다음은 80286과 같은 후속 모델입니다.
3.1985년에 인텔은 최초의 32비트 프로세서 80386을 개발했다.IBM PC와의 호환성과 협력으로 인텔은 호환기 시장에서 확고한 선두를 굳건히 굳혔으며 같은 해 중국 시장에 진출했다.개량 모델인 80486, 586 등도 있었다. 샤오성은 1시간 동안 사용한 최초의 Win95 프로세서 컴퓨터가 80486 시리즈 칩이었다고 기억했다.
4.1993년 인텔은 펜티엄을 출시했습니다.이때 트랜지스터의 수는 320만 개에 이른다.부동 소수점 연산의 경험을 크게 강화하고 이미지, 소리, 영상 등 기능을 전면적으로 성공적으로 실현했다.이후 10년 동안 업데이트된 숫자가 이어지면서 인텔은 프리미엄 칩의 대표적인 이름이 됐다.
5.1001년, 인텔의 첫 64비트 프로세서 안텐이 탄생했는데 주로 고급회사급 계산배경, 즉 서버에 사용되여 동업자를 초월하여 서버칩의 지도자로 되였다.
6.2006년에 우리가 잘 알고 있는 듀얼 코어 프로세서가 출시되었는데, 이른바 I3, i5, i7 시리즈이다.물론 2008년에 출시된 Core i7은 최초의 쿼드 코어 프로세서입니다.코어 제품군은 내구성이 뛰어납니다.지금까지 우리의 개인 컴퓨터는 기본적으로 core 시리즈 (core의 AMD 또는 Intel의 다른 변형) 를 사용했습니다.
7.2014년, 인텔은 Xeon E7 시리즈 프로세서를 출시하여 최대 15개의 프로세서 센터를 인텔 센터에서 가장 많은 프로세서로 만들었다.Xeon은 주로 서버 분야에 적용되며 인터넷 처리 엔지니어링, 이미지 및 여러 TV 방송국 등에 응용 될 수 있습니다.
인텔은 2018년 각지에서 모빌아이(Mobileye)를 인수한 후'알고리즘+칩'에 AI를 통합하는 방향으로 진전을 이루기 시작했다. 엔비디아와 인텔은 스마트 AI 환경에서 딥러닝 신경기관 네트워크 등을 활용해 AI 칩을 만들어 새로운 시장을 선점하고 있다.
지난 30년간의 집적회로의 발전사를 살펴보면 트랜지스터의 수는 1.5년마다 두 배로 증가한다.단위 평면 또는 물체 표면 크기가 증가함에 따라 칩의 전체 크기가 큰 크기에서 작아지고 표면 단일 비용과 스위치 출력이 낮아집니다.이와 동시에 모든 성능지표가 강화되였다. 즉 칩의 트랜지스터수와 성능은 24개월마다 두배로 증가되였다. MOLLE의 법칙을 계승하여 칩이 진보한 력사는 바로 집적회로의 력사이다.
It 산업의 하드웨어는 반도체 산업을 기반으로 한다고 말할 수 있으며, 반도체는 트랜지스터 (다이오드, 삼전극관, 장효과관, 트랜지스터 등, 때로는 특히 양극 소자 포함) 로 구성되어 있다.반도체와 트랜지스터부터 시작합시다.
1. 반도체:
칩에 대해 말하자면, 우리는 반도체에 대해 언급하지 않을 수 없다.사실 반도체의 발견도 양자역학에 의해 발전된 것이다.우리 물리 원자의 각도에서 이야기합시다.우리는 모두 h와he를 제외한 다른 원소들이 모두 외층 8전자의 안정상태에 처해있다는것을 알고있다.화학지식도 우리에게 두가지 원소를 련결시키는 정전기 (화학키) 에는 이온키와 공가키 (금속키와 공가키가 대체로 비슷하다) 가 있다는것을 알려주었다.
이온 키는 일반적으로 금속과 비금속 사이에 존재한다.예를 들어, Na 원자는 전자 하나를 잃어 Na + 입자가 되고, Cl 원자는 전자 하나를 얻어 Cl 입자가 되고, 두 원자는 이성 전하가 된다.전류를 통해 그들은 자기 에너지에 이끌려 NaCl, 즉 소금과 염화 나트륨으로 변한다;공가 키는 일반적으로 비금속 원소의 결합이 필요하다.서로 다른 원자는 추가 핵전자와 나란히 전자쌍을 형성하여 최외층이 질소와 같은 8전자의 안정상태를 형성하게 할 수 있다.
현재 우리는 이미 원소주기표에서 C족원소의 가장 바깥쪽에는 4개의 전자밖에 없으며 쉽게 전자를 놓치거나 얻을수 없다는것을 자세히 검사하였다.이것이 반도체의 개념이다.그러나 전자의 층수가 증가함에 따라 이 원소(Si 이후의 원소인 Ge, Sn, Pb 등)의 전자는 점점 더 쉽게 분실될 것이다. 연구에 따르면 실리콘 Si는 적당한 전자 층수와 가장 바깥쪽의 전자 수량으로 인해 우리가 보기에 가장 좋은 반도체 재료가 되었다.세계 하이테크 산업이 모여 있는'실리콘밸리'의 유래이기도 하다.'실리콘밸리'는 실리콘 기반 반도체 칩을 가장 먼저 연구하고 생산한 곳이기도 하다. 이름 때문이다.
2. 트랜지스터 및 집적회로:
크리스털 튜브 및 집적 회로
다이오드는 트랜지스터의 일종이다.반도체 소재(실리콘, 셀레늄, 게르마늄 등)로 만들어져 한 방향에서 전기를 전도할 수 있는 전자소자다. 다이오드의 양극과 음극이 양방향 전압을 받으면 통하고, 역방향 전압을 받으면 끝나는데, 이는 스위치의 연결과 끊김에 해당한다는 것이다.이제 우리는 가장 기본적인 신호 차이가 생겼다.예를 들어, 우리는 전류 전도를 1로 기록하고 분열을 0으로 기록합니다.이것은 우리가 매우 잘 아는 컴퓨터 언어 0과 1이다.이제 C 언어, C + +, JS 및 H5는 언어가 되었으며 이러한 01 개 언어를 우리가 쉽게 이해하고 편집 할 수있는 방법으로 번역합니다.
다이오드가 탄생한 후, 우리는 원래의 사유 법칙을 미리 설정할 수 있다.자동 제어 원리 과정의 절반을 공부하는 모든 사람들은 및 또는 비문 회로가 있다는 것을 알고 있습니다 (예를 들어, 및 문은 성공적으로 동시에 1의 출력을 달성했습니다).각종 문 회로는 모두 병렬과 직렬로 연결되어 있다.단순한 사고의 법칙처럼 보이는 문회로는 수억 개의 회로의 배열과 조합을 거쳐 매우 복잡한 계산을 성공적으로 실현할 수 있다(그 중 문 회로의 배열 조합 사전 설정은 칩 기술의 사전 설정일 뿐만 아니라 칩 성능을 표결하는 핵심 요소로서 장기적인 기술 축적이 필요하다.) 칩은 바로 이런 계산 회로의 집합, 즉 집적 회로 IC이다.
칩의 제조 과정은 상대적으로 복잡하지만 일반적으로 세 단계로 나뉩니다:?설계, 생산 및 포장 테스트
1. 사전 설정:
프런트엔드 사전 설정, 프런트엔드 에뮬레이션, 백엔드 사전 설정, 유효성 검사, 후기 에뮬레이션, 검색 로그아웃 및 설정된 통계를 프록시 팩토리에 보냅니다.
우리는 사전 설정에 관한 원칙을 알아야 한다.어떤 기능을 성공적으로 실현하기 위해서는 칩 사전 설정이 사전 설정된 아키텍처에 의존해야 합니다.지금까지 메인스트림의 칩 아키텍처는 x86 (인텔과 AMD만의 독보적인 PC 시장 주도), arm (모바일 편의시설), risc-v (후발 주자, 스마트 웨어러블 기기에 널리 응용), MIPs (주로 게이트웨이 셋톱박스에 사용), arm 아키텍처는 저전력, 저비용의 독특한 지위를 가지고 있기 때문에그것은 휴대폰과 같은 모바일 장치에서 특히 인기가 있습니다 (arm과 x86 아키텍처는 시장 점유율이 가장 큰 두 가지 아키텍처입니다).
위에서 언급한 칩 구조는 단지 선결 조건일 뿐이다.칩의 전체 사전 설정 프로세스에는 EDA 소프트웨어가 필요합니다.간단히 말해서, EDA 소프트웨어는 수백억 개의 구성 요소를 포함하는 칩 회로가 매우 복잡하고 작기 때문에 우리가 자주 사용하는 CAD 소프트웨어로 이해할 수 있습니다.구성 요소 또는 회로의 잘못된 배치로 인해 전체 칩이 작동하지 않을 수 있습니다.EDA 소프트웨어는 반자동 사전 설정 공정으로 칩의 작동을 보장합니다.칩 사전 설정자는 몇 가지 주요 위치의 사전 설정에 대한 투표만 하면 됩니다.
2. 생산:
생산라인
산소충전-박막침적-광각-식각-이온주입-세척.
우선, 우리는 이산화규소에서 순도가 높은 간단한 규소, 즉 고온에서의 모래를 추출한다.간단한 규소는 일종의 결정구조로서 가지런한 원자와 공가키를 갖고있어 대분자를 형성한다.직장인들은 실리콘을 원형으로 썰어 칩을 생산한다.
젤라틴을 실리콘 조각에 골고루 발라 광선(포토레지스트) 매핑을 제어하고, 지정된 위치에서 젤라틴의 성질(물에 녹을 수 있음)을 바꾼 후 물로 씻어 실리콘의 홈을 얻는다.
광민다결정규소층 등 불순물이 전문적으로 지정된 구역에 추가될 때, 예를 들면 스캐닝과 다이오드의 인은 사유법칙회로가 노치에서 연속적으로 형성되는데, 속칭 입자관주라고 한다.
나머지도 광민 코팅으로 덮일 수 있고, 실리콘은 부식성 용액에 의해 부식되어 트랜지스터를 형성할 수 있다.
물론 금속재료를 혼합하여 전선, 전기 또는 저항을 형성할수도 있다.
이 과정은 우리가 기대하는 집적 회로, 많은 칩을 포함하는 큰 결정 디스크를 얻기 위해 여러 번 (일반적으로 20 번 이상) 반복 할 수 있습니다.
3. 포장시험:
앞에서 말한바와 같이 칩이 생산된후 완제품이 아니라 하나의 큰 웨이퍼로서 칩시험기가 테스트, 절단 및 포장을 진행해야 한다.
만족스러운 테스트는 품질 표준에 부합하지 않는 제품이 사용자에게 도착하기 전에 시대에 뒤떨어지도록 할 수 있으며, 이는 생산량과 품질을 향상시키고 생산과 판매의 선순환을 구축하는 데 매우 중요하다.이 테스트기는 칩이 사전 설정 목적에 부합하는지, 연구 배경 변화가 그에 미치는 영향, 고르지 않은 수명을 검증할 수 있는 성공적인 테스트이다.
중국은 2019년까지 칩 수입에 3천억 달러 이상 (연료에만 2천억 달러 이상) 을 썼고, 전 세계 칩의 3분의 1을 구입했으며, 이 중 90% 이상을 수입에 의존하고 있다.이것은 우리가 칩에 대한 의존도가 여전히 상당히 크다는 것을 알 수 있다.중국 반도체 칩의 현황을 연구하려면 우선 칩 산업 전 과정의 분업을 봐야 한다.
세계 칩 산업 사슬:
중국정밀회사, 해외과일, AMD, 퀄컴 등 유명 업체들은 종종 예비치만 하는데, 우리는 무웨이퍼 공장의 칩 예비치라고 부른다;사전 설정 후 도면을 TSMC나 삼성 등 제3자 칩 제조 파운드리 공장에 납품한다.생산 후, 그것은 완제품이 아니라 큰 원형 실리콘 결정체이다.당일 색상과 보안을 제공해야 합니다.이런 종류의 기업은 EDA 소프트웨어를 사용하여 테스트, 절단 및 패키지를 수행하여 궁극적으로 우리가 일반적으로 보는 칩을 형성합니다.
대부분의 칩 생산 과정은 위에서 언급 한 바와 같지만 드문 예외도 있습니다.예를 들어 인텔, 삼성 등 초대형 기업의 전체 과정은 스스로 균형을 이룬다. 즉 사전 설정, 생산, 테스트, 포장은 모두 스스로 한다.일반적으로 이러한 표준 스타일을 IDM 표준 스타일이라고 합니다.사실 처음에는 IDM 표준 스타일의 칩을 생산했지만 나중에 비용과 속도를 고려했습니다.결국, 스스로 생산 라인을 만드는 것은 너무 비싸고, 업그레이드가 매우 빠르다.시설은 거기에 두고 감가상각한 후에
그리고 이러한 수요는 TSMC와 같은 기업의 출현을 초래하여 원가를 통제하는 전제하에 생산능력을 크게 향상시켰다.그러나 이것은 또 다른 변화를 가져왔다. 그것은 칩 업계의 문턱이 낮아졌다는 것이다.일찍이 수천억 명의 사람들이 칩 업계의 문턱을 만지지 못한 적이 없다.이제 십여 명에서 수십억 원의 칩 사전 설정 개발만 투입하면 칩을 만드는 사람을 찾을 수 있다.
중국 칩 사전 설정, 생산 및 테스트 패키지와 세계 표준의 비교:
세계 칩 산업 사슬을 말하고 우리는 다시 칩 자체의 공정 절차, 즉 사전 설정, 생산 및 패키징 테스트로 돌아갑니다.이 세 가지 차원에서 분석해보겠습니다.
1. 칩 사전 설정:
칩 사전 설정은 일반적으로 프런트엔드 사전 설정, 프런트엔드 에뮬레이션, 백엔드 에뮬레이션, 검증, 후기 에뮬레이션, 체크인 조사로 나뉘며, 설정된 통계를 OEM에 보냅니다.
위에서 언급했듯이 화웨이 하이스를 포함한 많은 대기업들은 칩 사전 설정만 하기 때문에 하이스는 기본적으로 칩 사전 설정 기업이다.
1. Arm 아키텍처:
위에서 언급했듯이 지금까지 메인스트림 칩 아키텍처는 x86 (인텔과 AMD만의 독보적이고 PC 시장 주도), arm (모바일 편의시설), risc-v (후발 주자, 스마트 웨어러블 기기에 널리 적용), MIP (주로 게이트웨이와 셋톱박스에 사용),arm 아키텍처는 전력 소비량이 낮기 때문이다. 저비용의 독특한 점은 특히 휴대폰 등 모바일 기기의 블루아이에 영향을 받는다(시장 점유율의 경우 arm과 x86 아키텍처가 가장 큰 두 가지 아키텍처이다).
Precision Corporation은 arm 엔터프라이즈 공용 버전 아키텍처를 기반으로 한 2차 연구 개발에서 나왔습니다.arm은 영국 기업이며 a 국가의 비즈니스 부문의 영향을 받지 않는다고 주장하지만 지난 1 년 동안 arm의 행동은 불안정했습니다.지금까지 NVIDIA에 의해 세계 각지에서 인수될 것이라는 소식도 매우 신뢰할 수 없는 것 같다.Precision 회사가 차세대 명령 세트의 칩을 독립적으로 사전 설정하는 것을 허용하지 않는다면 매우 어렵습니다.
2.EDA 사전 설정:
칩 구조가 전제입니다.건축 장소와 거품 시멘트를 선택할 때 특정한 건축 평면도, 즉 칩 사전 설정이 필요하다.이 과정에서 우리는 EDA 소프트웨어 (대략 건설 산업의 CAD 소프트웨어와 유사) 가 필요한 전체 과정에 대해 이야기했습니다.위에서 설명한 바와 같이 EDA 소프트웨어는 전체 프로세스의 칩을 반자동 사전 설정하여 성공적으로 실행되도록 할 수 있습니다.설계자는 몇 가지 중요한 위치만 바꾸면 통제할 수 없는 위험을 크게 줄일 수 있다.
당사는 주로 명도국제, 신사과학기술, 케이든전자의 소프트웨어를 사용합니다.마침 이 세 곳은 모두 세계에서 가장 큰 EDA 소프트웨어 기업이며 모두 미국 기업이다.
스마트 EDA 소프트웨어 공급업체는 또한 TSMC 등 파운드리 공장에 무료 EDA 소프트웨어를 제공하며, 파운드리 공장이 EDA 소프트웨어에 트랜지스터, MOS 튜브, 저항기, 콘덴서,,등, 숫자 패키지는 여러 번 (때로는 한 달) 최적화되고 소프트웨어와 검증 바인딩되기 때문에 기본적으로 최신 버전만 지원됩니다.불법 복제 소프트웨어와 달리 금지법 이후에 업데이트하지 않고도 이전 버전을 사용할 수 있습니다.칩을 검증하기 위해 최신 버전의 소프트웨어가 필요하지 않으면 미리 설정된 칩이 작동하지 않아 스트리밍 오류가 발생할 가능성이 높으며 스트리밍 오류는 수억 원의 자금이 손실되었음을 의미하며 비용 위험이 매우 높습니다.
화다구톈은 마침내 중국 EDA 소프트웨어의 선두 기업이 되었다.다년간의 발전을 거쳐, 그것은 이미 일부 분야를 책임질 수 있다.그러나 위에서 언급 한 바와 같이, 반도체 칩 s와 같이, 전체 고급 칩을 커버하는 사전 설정 공정은 전체 과정의 배합이 필요하며, 우리는 일부 점만 커버 할 수 있습니다.
2. 칩 제작:
칩 제조 공정은 크게 산소 충전-박막 퇴적-광각-각식-이온 주입-세척으로 나눌 수 있다;
칩 제조 분야에서 TSMC는 의심할 여지 없이 세계에서 실력이 가장 강한 회사이다.강력한 기술과 리더십으로 선두 자리를 굳건히 지키고 있습니다.그러나 이 모든 것은 미국의 반도체 시설을 많이 사용하는 기초 위에 세워진 것이다.미국 기술의 지원이 없었다면 오늘의 TSMC도 없었을 것이라고 말할 수 있다.그러므로 만약 a국에서 금지령을 발포한다면 TSMC는 주문과 그 기초기술을 저울질한후 우리를 위해 칩을 가공하지 않는것을 선택할수 있다.
당신은 우리가 중신궈지 (中心国志) 가 있다고 말할 수 있습니까?다년간의 노력을 거쳐 2004년에 출시된 중신국제는 마침내 19년간 14nm공예의 절점을 공략하여 마침내 중대한 돌파를 가져왔다.그러나 우선 TSMC는 18년 동안 과일에 7나노 칩을 공급해 공정 기술 면에서 최소 2세대 뒤처져 있다는 것을 깨달아야 한다.둘째, 우리가 크기, 성능, 연속 네비게이션이 그다지 좋지 않은 제품을 받아들일 수 있다 하더라도 중신궈지 (中心国志) 는 우리를 위해 할 수 없다.상술한 칩 제조 과정에서 식각 단계에서 우리의 마이크로 전자는 이미 더 선진적인 기술을 7Nm와 5nm의 생산 라인에 응용할 수 있다.그러나 이 외에도 세계 평균에 뒤처져 있다.생산 단계에서는 미국에서 온 기술이 대량으로 있다.예를 들어, 중신궈지 (中心国志) 는 미국 응용 재료 기업의 방안을 응용했다.그러므로 만약 a국이 정말 금지령이 있다면 중신국제는 화웨이를 위해 칩을 제조할수 없다.
광각:
둘째, 칩 제조에서 하나의 핵심 기술인 광각 기술만 언급할 수 있다.포토레지스트는 포토레지스트가 덮인 실리콘 조각에 회로도를 투영한다;식각기는 방금 회로도를 그린 실리콘 조각의 병렬 브랜치 회로도를 부식한다.이 두 시설은 서로 보완하기 때문에 하나가 없어서는 안 된다.
EUV 포토레지스트 기술은 매우 높은 난이도를 가지고 있습니다 (DUV의 개선 된 버전은 액체 금속 주석을 억제 한 후 큰 파장에서 작은 파장으로 성공적으로 변경되었으며 여기에서는 더 이상 자세히 설명하지 않습니다).이 발전은 20여 년 전부터 시작됐으며 모든 유럽 국가를 포함한 거의 40개국이 참여했다.그러나 미국만이 기술적 난이도가 결국 원자탄 제조를 능가한다는 확고한 견해를 가지고 있다.현재의 칩에서, 우리는 적어도 20번의 광각 (한 번에 한 층) 을 해야 하는데, 우리가 여러 번 단일 식각층의 도면을 확대할 때, 그것은 전체 뉴욕시와 교외의 지형도보다 더 복잡하다.뉴욕과 교외 지역의 지형도 (트랜지스터의 크기가 머리카락 지름의 한계 중 하나보다 작은 크기) 를 평면이나 물체 표면 크기가 100 평방 밀리미터에 불과한 칩에 기록하는 것을 상상해보십시오.구조의 복잡성은 가히 짐작할 수 있다.
따라서 광각은 매우 복잡하고 중요한 기술입니다.그것의 정밀도와 선명도는 칩의 계산 체험과 품질에 직접 달려 있다.더 정확한 식각 능력만이 미시적 척도에서 회로 설계자의 생각을 성공적으로 실현할 수 있다.칩 광각 시대에 광각 기술은 각국 경쟁의 최전선이라는 것은 의심할 여지가 없다.
광각 기술의 최전방 분야는 네덜란드 기업 ASML (ASML) 이 독점하고 있으며, 5나노 광각기가 이미 사용되고 있다.올해 TSMC의 A14 프로세서, 퀄컴 스냅드래곤 875 시리즈, 마스코트 9000 프로세서는 모두 이 공장에서 생산됐다.지금까지 중국의 포토레지스트는 28나노미터 공정의 마이크로 전자 기술을 사용했다.발전 중에는 한 시대의 경험 차이가 있고, 양산 중에는 두 번의 경험 차이가 있다.다른 많은 부분에 관해서는, 그것들은 심지어 이제 막 시작되었다.
3. 포장시험:
앞에서 말한바와 같이 칩이 생산된후 완제품이 아니라 하나의 큰 웨이퍼로서 칩시험기가 테스트, 절단 및 포장을 진행해야 한다.
만족스러운 테스트는 품질 표준에 부합하지 않는 제품이 사용자에게 도착하기 전에 시대에 뒤떨어지도록 할 수 있으며, 이는 생산량과 품질을 향상시키고 생산과 판매의 선순환을 구축하는 데 매우 중요하다.이 테스트기는 칩이 사전 설정 목적에 부합하는지, 연구 배경 변화가 그에 미치는 영향, 고르지 않은 수명을 검증할 수 있는 성공적인 테스트이다.
중국은 2019년까지 칩 수입에 3천억 달러 이상 (연료에만 2천억 달러 이상) 을 썼고, 전 세계 칩의 3분의 1을 구입했으며, 이 중 90% 이상을 수입에 의존하고 있다.이것은 우리가 칩에 대한 의존도가 여전히 상당히 크다는 것을 알 수 있다.중국 반도체 칩의 현황을 연구하려면 우선 칩 산업 전 과정의 분업을 봐야 한다.
세계 칩 산업 사슬:
중국정밀회사, 해외과일, AMD, 퀄컴 등 유명 업체들은 종종 예비치만 하는데, 우리는 무웨이퍼 공장의 칩 예비치라고 부른다;사전 설정 후 도면을 TSMC나 삼성 등 제3자 칩 제조 파운드리 공장에 납품한다.생산 후, 그것은 완제품이 아니라 큰 원형 실리콘 결정체이다.당일 색상과 보안을 제공해야 합니다.이런 종류의 기업은 EDA 소프트웨어를 사용하여 테스트, 절단 및 패키지를 수행하여 궁극적으로 우리가 일반적으로 보는 칩을 형성합니다.
대부분의 칩 생산 과정은 위에서 언급 한 바와 같지만 드문 예외도 있습니다.예를 들어 인텔, 삼성 등 초대형 기업의 전체 과정은 스스로 균형을 이룬다. 즉 사전 설정, 생산, 테스트, 포장은 모두 스스로 한다.일반적으로 이러한 표준 스타일을 IDM 표준 스타일이라고 합니다.사실 처음에는 IDM 표준 스타일의 칩을 생산했지만 나중에 비용과 속도를 고려했습니다.결국, 스스로 생산 라인을 만드는 것은 너무 비싸고, 업그레이드가 매우 빠르다.시설은 거기에 두고 감가상각한 후에
그리고 이러한 수요는 TSMC와 같은 기업의 출현을 초래하여 원가를 통제하는 전제하에 생산능력을 크게 향상시켰다.그러나 이것은 또 다른 변화를 가져왔다. 그것은 칩 업계의 문턱이 낮아졌다는 것이다.일찍이 수천억 명의 사람들이 칩 업계의 문턱을 만지지 못한 적이 없다.이제 십여 명에서 수십억 원의 칩 사전 설정 개발만 투입하면 칩을 만드는 사람을 찾을 수 있다.
중국 칩 사전 설정, 생산 및 테스트 패키지와 세계 표준의 비교:
세계 칩 산업 사슬을 말하고 우리는 다시 칩 자체의 공정 절차, 즉 사전 설정, 생산 및 패키징 테스트로 돌아갑니다.이 세 가지 차원에서 분석해보겠습니다.
1. 칩 사전 설정:
칩 사전 설정은 일반적으로 프런트엔드 사전 설정, 프런트엔드 에뮬레이션, 백엔드 에뮬레이션, 검증, 후기 에뮬레이션, 체크인 조사로 나뉘며, 설정된 통계를 OEM에 보냅니다.
위에서 언급했듯이, 하이스를 포함한 많은 대기업들은 칩 사전 설정만 하기 때문에 하이스는 기본적으로 칩 사전 설정 기업이다.
1. Arm 아키텍처:
위에서 언급했듯이 지금까지 메인스트림 칩 아키텍처는 x86 (인텔과 AMD만의 독보적이고 PC 시장 주도), arm (모바일 편의시설), risc-v (후발 주자, 스마트 웨어러블 기기에 널리 적용), MIP (주로 게이트웨이와 셋톱박스에 사용),arm 아키텍처는 전력 소비량이 낮기 때문이다. 저비용의 독특한 점은 특히 휴대폰 등 모바일 기기의 블루아이에 영향을 받는다(시장 점유율의 경우 arm과 x86 아키텍처가 가장 큰 두 가지 아키텍처이다).
우리의 고정밀 회사는arm 기업의 공공 버전 구조를 바탕으로 하는 2차 연구 개발에서 나왔다.arm은 영국 기업이며 a 국가의 비즈니스 부문의 영향을 받지 않는다고 주장하지만 지난 1 년 동안 arm의 행동은 불안정했습니다.지금까지 NVIDIA에 의해 세계 각지에서 인수될 것이라는 소식도 매우 신뢰할 수 없는 것 같다.만약 우리가 화웨이가 차세대 지령집의 칩을 독립적으로 미리 설정하는 것을 허용하지 않는다면, 난이도는 매우 높다.
2.EDA 사전 설정:
칩 구조가 전제입니다.건축 장소와 거품 시멘트를 선택할 때 특정한 건축 평면도, 즉 칩 사전 설정이 필요하다.이 과정에서 우리는 EDA 소프트웨어 (대략 건설 산업의 CAD 소프트웨어와 유사) 가 필요한 전체 과정에 대해 이야기했습니다.위에서 설명한 바와 같이 EDA 소프트웨어는 전체 프로세스의 칩을 반자동 사전 설정하여 성공적으로 실행되도록 할 수 있습니다.설계자는 몇 가지 중요한 위치만 바꾸면 통제할 수 없는 위험을 크게 줄일 수 있다.
우리의 고정밀 회사는 주로 명도국제, 신사과학기술과 케이든전자의 소프트웨어를 사용한다.마침 이 세 곳은 모두 세계에서 가장 큰 EDA 소프트웨어 기업이며 모두 미국 기업이다.
스마트 EDA 소프트웨어 공급업체는 또한 TSMC 등 파운드리 공장에 무료 EDA 소프트웨어를 제공하며, 파운드리 공장이 EDA 소프트웨어에 트랜지스터, MOS 튜브, 저항기, 콘덴서,,등, 숫자 패키지는 여러 번 (때로는 한 달) 최적화되고 소프트웨어와 검증 바인딩되기 때문에 기본적으로 최신 버전만 지원됩니다.불법 복제 소프트웨어와 달리 금지법 이후에 업데이트하지 않고도 이전 버전을 사용할 수 있습니다.칩을 검증하기 위해 최신 버전의 소프트웨어가 필요하지 않으면 미리 설정된 칩이 작동하지 않아 스트리밍 오류가 발생할 가능성이 높으며 스트리밍 오류는 수억 원의 자금이 손실되었음을 의미하며 비용 위험이 매우 높습니다.
HD JT는 결국 중국 EDA 소프트웨어의 선두 회사가 되었다.다년간의 발전을 거쳐, 그것은 이미 일부 분야를 책임질 수 있다.그러나 위에서 언급 한 바와 같이 반도체 칩처럼 전체 고급 칩을 커버하는 사전 설정 공정은 전체 과정의 배합이 필요하며 우리는 일부 점만 커버 할 수 있습니다.
2. 칩 제작:
칩 제조 공정은 크게 산소 충전-박막 퇴적-광각-각식-이온 주입-세척으로 나눌 수 있다;
칩 제조 분야에서 TSMC는 의심할 여지 없이 세계에서 실력이 가장 강한 회사이다.강력한 기술과 리더십으로 선두 자리를 굳건히 지키고 있습니다.그러나 이 모든 것은 미국의 반도체 시설을 많이 사용하는 기초 위에 세워진 것이다.미국 기술의 지원이 없었다면 오늘의 TSMC도 없었을 것이라고 말할 수 있다.그러므로 만약 a국에서 금지령을 발포한다면 TSMC는 주문과 그 기초기술을 저울질한후 우리를 위해 칩을 가공하지 않는것을 선택할수 있다.
당신은 우리가 중신궈지 (中心国志) 가 있다고 말할 수 있습니까?다년간의 노력을 거쳐 2004년에 출시된 중신국제는 마침내 19년간 14nm공예의 절점을 공략하여 마침내 중대한 돌파를 가져왔다.그러나 우선 TSMC는 18년 동안 과일에 7나노 칩을 공급해 공정 기술 면에서 최소 2세대 뒤처져 있다는 것을 깨달아야 한다.둘째, 우리가 크기, 성능, 연속 네비게이션이 그다지 좋지 않은 제품을 받아들일 수 있다 하더라도 중신궈지 (中心国志) 는 우리를 위해 할 수 없다.상술한 칩 제조 과정에서 식각 단계에서 우리의 마이크로 전자는 이미 더 선진적인 기술을 7Nm와 5nm의 생산 라인에 응용할 수 있다.그러나 이 외에도 세계 평균에 뒤처져 있다.생산 단계에서는 미국에서 온 기술이 대량으로 있다.예를 들어, 중신궈지 (中心国志) 는 미국 응용 재료 기업의 방안을 응용했다.그러므로 만약 a국이 정말 금지령이 있다면 중신국제는 화웨이를 위해 칩을 제조할수 없다.
광각:
둘째, 칩 제조에서 하나의 핵심 기술인 광각 기술만 언급할 수 있다.포토레지스트는 포토레지스트가 덮인 실리콘 조각에 회로도를 투영한다;식각기는 방금 회로도를 그린 실리콘 조각의 병렬 브랜치 회로도를 부식한다.이 두 시설은 서로 보완하기 때문에 하나가 없어서는 안 된다.
EUV 포토레지스트 기술은 매우 높은 난이도를 가지고 있습니다 (DUV의 개선 된 버전은 액체 금속 주석을 억제 한 후 큰 파장에서 작은 파장으로 성공적으로 변경되었으며 여기에서는 더 이상 자세히 설명하지 않습니다).이 발전은 20여 년 전부터 시작됐으며 모든 유럽 국가를 포함한 거의 40개국이 참여했다.그러나 미국만이 기술적 난이도가 결국 원자탄 제조를 능가한다는 확고한 견해를 가지고 있다.현재의 칩에서, 우리는 적어도 20번의 광각 (한 번에 한 층) 을 해야 하는데, 우리가 여러 번 단일 식각층의 도면을 확대할 때, 그것은 전체 뉴욕시와 교외의 지형도보다 더 복잡하다.뉴욕과 교외 지역의 지형도 (트랜지스터의 크기가 머리카락 지름의 한계 중 하나보다 작은 크기) 를 평면이나 물체 표면 크기가 100 평방 밀리미터에 불과한 칩에 기록하는 것을 상상해보십시오.구조의 복잡성은 가히 짐작할 수 있다.
따라서 광각은 매우 복잡하고 중요한 기술입니다.그것의 정밀도와 선명도는 칩의 계산 체험과 품질에 직접 달려 있다.더 정확한 식각 능력만이 미시적 척도에서 회로 설계자의 생각을 성공적으로 실현할 수 있다.칩 광각 시대에 광각 기술은 각국 경쟁의 최전선이라는 것은 의심할 여지가 없다.
광각 기술의 최전방 분야는 네덜란드 기업 ASML (ASML) 이 독점하고 있으며, 5나노 광각기가 이미 사용되고 있다.올해 TSMC의 A14 프로세서, 퀄컴 스냅드래곤 875 시리즈, 마스코트 9000 프로세서는 모두 이 공장에서 생산됐다.지금까지 중국의 포토레지스트는 28나노미터 공정의 마이크로 전자 기술을 사용했다.발전 중에는 한 시대의 경험 차이가 있고, 양산 중에는 두 번의 경험 차이가 있다.다른 많은 부분에 관해서는, 그것들은 심지어 이제 막 시작되었다.
3. 포장시험:
이 칩을 아는 친구들은 패키지와 테스트 단계에서 중국이 세계 1위라고 생각할 수도 있다.그러나 실제 상황은 광택 테스트기가 일본과 미국 회사에 의해 독점되고 있으며, 미국에서 온 tereda와 커수 반도체가 국내 밀봉 및 테스트 시설의 절반 이상을 차지하고 있으며, 반도체 테스트 시설의 국산화율은 10% 미만이다.
포장 테스트
중국의 반도체 칩이 사전 설정, 생산 및 패키징 테스트에서 세계 표준과 차이가 난 후 우리는 지나치게 낙관해서는 안 된다.사실 우리는 EDA, 생산, 광각 및 OEM에 대한 경험이 없는 것은 아닙니다.화대구천, 중미전자, 하이스 등 회사는 각 분야에서 적지 않은 기초를 닦았고, 일부 점과 분야에서 우리는 심지어 일선과 비교할 수 있다.우리가 지금 해야 할 일은 점점 더 많은 점이 나타나게 하고, 점-면의 협동 추진을 통해 최종적으로 성숙하고 완전한 반도체 산업 사슬을 형성하여 더 이상 남에게 얽매이지 않도록 하는 것이다.
중국 반도체 칩 기술의 현황과 격차를 파악한 후, 우리는 어떻게 성공적으로 추구하고 초월할 것인가를 깊이 생각해야 한다.
1. 중국 반도체 칩 현황
기초물리학이 정체된 업종 (아래 설명) 에서 인텔은 여전히 큰 우세 (EDA 사전 설정, 공정 등) 를 가지고 있지만 후발 주자와 그 격차는 점차 줄어들 것이다.중국은 역사상 반도체 산업이 진보할 수 있는 창구를 잃은 데다 일정한 의사결정 실수로 반도체 칩 업계의 비활황을 초래했다.그러나 최근 몇 년 동안 중국의 태양광 산업의 급속한 발전은 소수의 반도체에 필요한 하이실리콘 소재를 깨뜨렸다.
그러나 직면한 문제는 여전히 매우 어렵고 막중하다.사전 설치된 칩의 EDA 엔지니어링 소프트웨어는 기본적으로 미국과 유럽에 의해 독점되고 있습니다.칩 가공 시설의 광각기는 여전히 네덜란드 asmel 기업이 독점하고 있으며, 일련의 첨단 기술로 구성된 일련의 시설은 미국 응용 재료 기업 (Amat) 과 콜린 개발 기업 (LAM) 이 독점하고 있다;또한 칩 생산에는 불산, 포토레지스트 등 화학 원료가 필요한데, 이러한 고정밀 화학 원료는 모두 동양에서 제공된다 (한국은 동양에 의해 전원이 차단되어 칩이 생산을 중단할 뻔했다).하드웨어 조건이 제조 공정을 충족시키더라도 인텔 칩이 축적한 산업 사전 설정 경험 (문 회로의 배열 조합과 성공적인 기능 구현 형태) 은 단번에 이룰 수 없다.우리는 십여 년, 심지어 20년을 공부해야 한다.
2. 중국 반도체 산업 사슬이 직면한 문제:
기술의 진보는 자본시장을 떠날 수 없다.자본의 관점에서 칩 시장의 추진 작용과 그 배후의 자본을 분석합시다.
우선, 칩 업계는 업그레이드 속도가 상당히 빠르다는 현저하고 독특한 특징을 가지고 있다.다른 업종과 달리 저가형 및 저비용 시장에도 큰 수요가 있다.가격우세를 통해 우리는 저단으로부터 시작하여 점차 시장을 확대하고 인재를 축적하여 고급으로 나아갈수 있다.칩에 대해 말하자면, 시장은 영원히 성능이 우수한 고급 칩이며, 저가형 시장은 거의 없다.
둘째, 첨단 칩 기술을 보유한 회사의 경우, 칩의 개발과 사전 설정 및 생산 라인의 구축에 많은 투자가 필요하지만 새로운 칩 시장은 이렇게 크다.이와 동시에 고정밀 광각접착제 등 일련의 성숙된 기술도 대규모생산을 보장할수 있다.발전 투자는 곧 대량의 대량 상품에 의해 희석될 것이다.
또한 중국의 칩 개발에 있어서 중국은 자금 (수백 억 달러가 개발에 사용됨) 과 기초 개발 과학 기술에 대한 직무를 담당하는 인력 (그러나 칩 경험 축적이 부족함) 이 부족하지 않다.그러나 자본의 투자는 투입 산출비를 중시한다.캐피털 그룹은 수백억이 투자한 제품이 주류인 반도체 공정 (단말기 칩) 을 따라잡지 못하고 오래된 제품만 개발할 수 있다고 우려하고 있다.이렇게 높은 개발 비용은 시장에 희석되지 않았지만 중저가 칩의 가격은 더 비싸다.투자는 밑도 끝도 없는 구멍과 같기 때문에 회사가 대규모 투자와 개발을 할 동력이 없는 것이 칩 업계의 어려운 발전의 본질이다.
간단히 말해서, 선발 우위로 인해 CPU의 생활 습관권이 형성되었다.데스크탑 x86, 내장형arm 및 소프트웨어와 하드웨어의 생활 습관권이 성숙하고 안정적입니다.외국 길을 걸으면 특허 장벽에 막힌다.만약 당신이 자신의 생활 습관권을 세웠다면, 위에서 말한 바와 같이, 당신은 국가가 그것을 살 수 있기를 바랄 수밖에 없다. 시장은 저가형 칩이 필요하지 않다.시장에서 생명을 구하는 것은 너무 어렵다.
3. 반도체 칩 산업을 어떻게 발전시킬 것인가?
나는 상술한 중국 칩 개발 지연의 원인을 분석한 후에 어떻게 해야만 능력을 바꿀 수 있는지 인정하지 않을 수 없다.
1.무어의 법칙은 점차 효력을 상실한다
위에서 언급했듯이 3nm 공정 칩은 집약 공정의 발전에 따라 개발 중이며 대규모 생산에 투입 할 준비가되어 있습니다.그러나 성능 향상, 표면 처리 및 밀도 속도는 정비례가 아니며 이는 MOLLE 법칙이 점차 무력화되기 시작했음을 나타냅니다.기초물리가 아직 타파되지 않은 전제하에 전 세계 반도체칩의 밀도의 제고는 정체될것이며 우리는 끊임없이 더욱 좋은 공정을 최적화하고 미리 설정할수밖에 없다.이것은 또한 우리 나라에 천재일우의 기회를 주었다.만약 우리가 전진하지 않는다면, 우리는 후퇴할 것이다.그러나 우리는 여전히 그것의 칩 사전 설정 경험이 수십 년 동안 축적되었다는 것을 인정하지 않을 수 없다.작은 세부 사항에서 정교하고 교묘한 사전 설정을 통해 성공적으로 구현된 기능은 수십 년, 심지어 20년 동안 우리를 놀라게 할 수 있다.
2.선도적인 칩 회사가 중국 시장에서 퇴출
위에서 언급했듯이, 선발 우위를 가진 반도체 회사의 거물들은 강력한 과학 연구와 경험에 의존하여 업그레이드 속도를 유지할 것이다.그러나 시장은 최신, 최강의 칩만 있으면 된다. 이는 칩 시장 전체를 독점하는 것과 같다. 시장 이익이 없고 개발에 투자할 동력이 없는 악순환에 빠지기 때문에 반도체 업계의 추구는 다른 업계보다 훨씬 어려울 것이다.
그러나 현재 한 나라의 칩 금수 정책은 이미 자발적으로 중국 시장에서 퇴출되었다.비록 이것은 중국의 하이테크 회사에 있어서 작은 나쁜 소식이 아니며, 많은 사람들이 이 기간 동안 국산 칩 전자 시설을 사용할 때 성능의 저하를 느낄 수 있지만, 이것은 이 벽을 타는 국가 칩 업계에 천재일우의 발전 기회를 주었다.우리에게는 짧은 시간에 자체 생산 칩의 성능 부족을 참아야 할 수도 있습니다.그러나 큰 관점에서 볼 때, 이것은 성공적인 성장을 위해 필요한 단계입니다.이러한 비객관적인 시장 배경의 압력 하에서 중국의 칩 기술 수준은 성공적인 추구를 얻을 것이다.
중국은 국제 및 상업 활동 추세의 변화를 감안하여 반도체 업계의 해외 의존에서 벗어나기 위해 일련의 정책을 발표하기도 했다.바로 내가 발언한 그해 8월 4일, 정무원은"새로운 시기에 집적회로산업과 소프트웨어산업의 고품질발전을 추진하는것은 얼마나 많은 정치정책과 관련되는가"를 인쇄발부했다.이 중 선폭이 28나노미터 미만이고 관리 기간이 15년을 넘는 집적회로회사는 10년 동안 법인세를 면제받을 것이라고 밝혔다.
올해만 해도 세계 최대 칩 제조업체인 인텔은 칩 사업을 TSMC에 아웃소싱할 예정이다.상업적 사고 외에도 기술 자체에 대한 MOLLE 법률의 유효성을 잃을 수있는 몇 가지 요소가 있습니다.이 법률하에서 칩생산기술의 진보는 둔화되거나 심지어 정체될것이다.따라서 인텔은 최신 7Nm와 5nm 칩 공정을 서둘러 추구하지 않는다.
1. 무어의 법칙:
이 법은 인텔의 설립자 중 한 명인 Gordon MOLLE에 의해 제안되었습니다.그 핵심의 내부 실질적인 의미는 셀 평면이나 물체 표면 크기의 집적회로에서 용인할 수 있는 트랜지스터 수가 약 24개월마다 두 배로 늘어난다는 것이다. 즉, 프로세서의 성능은 2년마다 두 배로 늘어난다 (이 법칙은 자연물리법칙이 아니라 업계의 경험일 뿐이다).이 규칙은 컴퓨터 드라이버 스토리지 용량의 개발에도 적용되며, 이는 많은 업계 회사들이 미리 성능을 추측하는 기초가 되었다.
2. 무어의 법칙은 점차 효력을 상실한다:
그러나 최신 연구에 따르면 1세대 3nm 공정 칩은 5nm 칩과 비슷하며 밀도는 70%, 속도는 10~15% 향상되었습니다.그러나 결국 칩의 성능은 25~30% 향상되는 데 그쳤다.표면 성능의 향상은 밀도와 속도의 향상과 정비례하지 않는다.따라서 최신 3nm 공정을 채택한 당대 칩은 이미 물리적 무어 법칙의 한계에 부딪혔을 가능성이 높다.
1. 장벽 관통
실효의 원인은 기초물리와 양자역학과 관련이 있다.고전역학은 물체 (예: 전자) 가 세로를 통과하는 데 필요한 에너지가 임계값 + 방사선 용량을 초과한다고 주장한다.양자역학은 입자 에너지 + 체인이 임계값 에너지 + 체인보다 작더라도 소량은 반등하고 소량은 여전히 세로를 통과할 수 있다는 것을 인식하고 있다.
2. 장애물 관통 확률
우리는 모두 양자역학이 미척도 입자에 대한 연구라는 것을 알고 있는데, 반도체의 미묘한 집적회로가 바로 이 법칙에 적용된다.우리는 t로 전자가 세력을 관통하는 확률 계수를 표시하고 a는 세력의 폭을 표시한다.
위에서 볼 수 있듯이 전자 관통 확률은 세로 너비 A가 증가함에 따라 빠르게 낮아진다. 세로 너비가 매우 넓을 때 에너지 + 체인 차이가 매우 크거나 입자 질량이 클 때 관통 계수 T–0이라는 결론이 나온다.반대로 세루가 좁을수록 세루를 쉽게 통과하고 량자턴넬효과를 산생할수 있다.
이제 고도로 집적된 칩을 살펴보자.트랜지스터 회로의 간극이 갈수록 좁아진다. 즉 세로가 갈수록 좁아진다.그것이 일정 거리까지 작으면 양자 터널이 뚫릴 확률이 크게 증가한다.이렇게 하면 칩의 정상적인 사고와 조작이 무질서해져 성능을 향상시킬 수 없다.
3.무어의 법칙의 종말은 우리에게 무엇을 가져다 줄까?
지난 20년을 돌이켜보면 컴퓨터나 스마트폰의 평균 성능은 2년 만에 두 배로 늘었고 낡은 것을 토해내는 속도는 매우 빨랐다.응용 소프트웨어의 반복 보급에 따라, 우리는 또한 그것을 빠른 소품으로 더욱 여러 차례 바꾸었다.이것들은 더 작고, 더 정확하고, 더 빠른 IC 및 칩 공정 투표로 결정됩니다.만약 반도체 기초기술의 향상이 정체된다면 우리의 현재 전자제품은 쉽게 마모되지 않는 소비재로 될것이다.칩은 안정성과 비용 사이의 균형을 이루기 위해 노력할 것입니다.마지막으로, 그들은 냉장고, 에어컨, 텔레비전과 같은 쉽게 마모되지 않는 소비재가 될 것이다.만약 우리가 계속 전진한다면 제조업체의 이윤율도 떨어질 것이다.
요약하면, 각 제조업체가 3nm 이후 더 정확하고 (성능 향상) 더 저렴한 칩을 개발하지 못한다면 칩 기술은 앞으로 정체될 가능성이 높다.그러나 두 가지 측면에서 논의해야 합니다.만약 네가 전진하지 않는다면, 너는 후퇴할 것이다.전체 반도체 업계의 침체는 중국 반도체 업계의 진보에도 약간의 기회를 가져다 줄 수 있다.그러나 우리는 기술의 축적이 단번에 이루어지는 것이 아니라는 것을 인식해야 한다.비록 기초물리가 병목에 부딪쳤지만 inter의 수십년간의 칩사전설정경험은 쉽게 극복할수 있는 일이 아니다.그 중 교묘한 세부 사항의 사전 설정과 최적화 가치는 이미 몇 년 동안 생각되었다.
4. 슈퍼컴퓨터
이것은 슈퍼컴퓨터로 슈퍼컴퓨팅이라고 불린다.그 성능은 무어의 법칙에 맞게 계속 개선되어 마치 아무런 영향도 받지 않은 것 같다.우리의 초산신력 태호의 빛은 리상적인 조건하에서 모두 부점연산 (운행점) 이 있고 심지어 천하를 깔보는 사람들도 있지만 사실은 정말 그런가?
우선, 우리는 개념을 분명히 해야 한다.슈퍼컴퓨터는 여러 프로세서, 즉 성능을 수집하는 데 중점을 둡니다.단일 프로세서의 사용 환경에 특별히 신경을 쓰지 않습니다.물론 전력 소비량 측면에서 단일 프로세서의 성능도 매우 중요합니다.우리의 신기한 힘 태호의 빛은 단일 칩의 공정이 인텔 2세대에 뒤떨어진 기초 위에 더 많은 칩을 쌓아 올린 것이다.어떤 방면의 계산을 성공적으로 실현하려면 뛰어난 링크 아키텍처가 필요한데, 이는 경험으로는 도달할 수 없는 것이다.
일반적으로 게임을 할 때 별도의 그래픽 카드를 추가하는 것처럼 돈이 있으면 항상 rtx3090을 추가할 수 있습니다.많은 그래픽 카드가 병렬 작업을 수행하여 더 많은 컴퓨팅 능력을 발휘할 수 있도록 미리 설정할 수 있는 아키텍처만 시도해 보십시오. 그리고 항상 돈을 추가할 수 있습니다. (다른 방식으로 돈을 추가하는 것은 경험이 있지만, 불행히도 기한 없이 추가할 수 없습니다.)
1.슈퍼컴퓨팅의 핵심 지표는 무엇입니까?
우리는 모두 슈퍼컴퓨팅이 성능을 수집하기 위한 것이라는 것을 알고 있다.그러나 1000개의 칩을 더하면 실제 계산 최고치는 100개의 칩에 불과해 너무 비싸다.그래서 국제적으로 슈퍼컴퓨팅의 가장 의미 있는 지표는 속도라는 인식이 지배적이다.즉, 계산된 피크와 이론적 피크의 백분율, 즉 실행 가능한 성능입니다.
(참고: 계산의 피크는 국제적으로 공인된 표준인 Linpack 프로그램을 통해 얻어집니다. 대규모 1단계 방정식을 위한 오픈 소스 병렬 프로그램입니다.)
여기에 삽입된 것은 중국의 슈퍼컴퓨팅이 보편적으로 GPU와 CPU 사이에 PCI-E 버스 링크를 사용하는 이기종 표준 스타일이 적합하다고 생각하기 때문에 알고리즘이 복잡하고 수요가 최적화되며 소프트웨어 연구 개발 원가가 높고 응용의 통용성이 낮으며 전진 속도가 높지 않다는 것이다.
2.과산율
여기서 속도는 병렬 처리 속도를 의미합니다.속도에 대해 이야기하기 전에 개념을 알아봅시다.병렬 프로세스의 독특한 점은 하나의 큰 문제를 여러 프로세서가 계산할 작은 문제로 나누는 것이다.동시에 여러 프로세서 간에 값, 즉 통신을 교환해야 한다는 투표도 있었다. 일반적으로 직렬 프로세스는 메모리의 통신 시간을 주로 소홀히 한다 (대규모 수치 라이브러리와 같은 까다로운 성능 요구 사항에서 최적화해야 한다).병렬 프로그램의 슈퍼컴퓨팅은 사실상 네트워크를 통해 여러 대의 독립된 컴퓨터를 연결하는데 이는 일종의 다노드통신이다.네트워크의 성능은 통신 시간과 최종 속도에 직접적인 영향을 미칩니다.일반적인 슈퍼컴퓨팅은 최소 10기가비트 대역폭의 프라이빗 네트워크를 사용하는 것이 적절하다고 생각할 것이다.
위의 개념을 이해한 후 다음 공식을 살펴보겠습니다.
병렬 프로세스 실행 시간 = 프로세서 실행 시간 + 통신 시간
병렬 처리 속도 = 직렬 처리 시간 / 병렬 처리 시간 * 프로세서 수 X100%
위의 공식에서 볼 수 있듯이 프로세스의 작동 시간을 줄이기 위해 병렬화 (이구성 포함) 를 사용하는 것이 적절하다고 판단될 때 통신 시간이 증가할 가능성이 높습니다.단일 폐기의 성능이 영구적으로 고정되어 있는 상황에서 네트워크 간소화를 최적화하는 방법은 매우 중요합니다.요율지수는 이렇게 하는 것이 가치가 있는지 직접 측정한다. 결국 당신은 100마리의 말이 있는 탱크차를 이겼다. 이것은 자만의 문제가 아니다.
우리가 인정하지 않을 수 없는 점은 제2차 세계 대전 이후 기초 물리 과학에는 어떠한 비약적인 혁신도 없다는 것이다.에너지, 물질, 재료 등 분야의 산업을 살펴보면 제2차 세계대전 후 50~60년대에 비해 큰 진보와 개선이 없었다.더욱 중요한것은 응용과학에서 량자력학 등 기초리론을 고양하는것이다.반도체도 양자역학에서 이론을 가질 수 있는 연구에서 생겨났다.애플리케이션은 오늘날 빠르게 성장하고 있는 IT 산업을 창출하고 있습니다.
IT 업계:
지금도 빠르게 성장할 수 있는 산업은 칩 컴퓨팅 경험을 기반으로 한 IT 산업입니다.크리스털 튜브가 탑재되는 작업이 물리적 한계에 근접하고 MOLLE의 법칙이 점차 사라짐에 따라 IT 업계의 진보가 한계에 부딪힐 수 있는지 묻지 않을 수 없다.이것은 우리에게 문제를 가져왔다.경제 진보의 동력이 사라지면 노동력 향상은 정체될 것이다.인구와 욕구가 어느 정도 증가할 때 경제가 개선되지 않으면 큰 사회적 갈등이 형성된다.오직 과학기술의 돌파와 진보, 례를 들면 3차산업혁명의 생산능력이 증가됨에 따라 로동력은 사람들을 이끌고 맬서스식의 심연에서 벗어났다.
7Nm 상업화, 5nm, 3nm 칩이 한계에 근접하고 MOLLE 법칙이 무력화된 현 상황에서 미래 반도체는 물론 IT 업계의 활로는 어디에 있을까.아마도 양자 역학의 또 다른 응용은 양자 얽힘 등 다른 이론, 즉 양자 통신과 양자 컴퓨터와 관련될 것이다.
양자 컴퓨팅:
양자 컴퓨팅은 의심할 여지 없이 컴퓨팅 분야의 또 하나의 혁명이다.우리는 가장 작은 정보 단위, 즉 비트 전송 계수기를 나타낸다.우리는 트랜지스터를 사용하여 회로가 통하는지 여부를 성공적으로 실현하여 0이나 1을 표시했다.양자 컴퓨터는 항상 양성자의 자전 회전을 표현한다.이와 동시에 량자의 중첩상태로 하여 하나의 양성자가 동시에 여러가지 조건에 존재할수 있다. 다시말하면 이는 여러가지 변수를 저장하고 끊임없이 전진하였으며 다용도병행 (동시에) 조작을 성공적으로 실현하였다.계산 경험이 있으면 자연히 기하급수적으로 강화되고 계산 속도가 수백 배 향상된다.
예를 들어, 양자 상관 솔리드로 구성된 시스템과 주변 배경 간의 상호 작용은 양자 성질의 빠른 소멸을 초래합니다.이 프로세스는 "백스톱" 이라고 하며 0 시 몇 초까지만 확장할 수 있습니다.양자비트 수가 증가함에 따라 주변 배경과 접촉할 가능성이 높아져 관련 시간을 어떻게 연장할지가 관건이 된다.이밖에 량자계산은 또 열량과 무작위교란의 영향, 속칭 소음으로 최종결과가 정확하지 못한 등운영 배경도 열악해 수요가 거의 없다.
Outlook:
반도체 칩 제조업은 기초 과학 기술의 축적을 중시하는 업종으로 여러 분야의 전 산업 사슬이 적응해야 한다.칩의 진보에는 지름길이 없다.우리는 한 걸음 한 걸음 걸어 나와야 한다.현재 비즈니스 활동 전쟁의 맥락에서, 우리는 다른 사람들에 의해 주요 기술이 통제되는 심각성을 인식하고 있으며, 궁극적으로 반도체 분야에서 좋은 진전을 이룰 수 있도록 투자를 늘릴 것으로 믿는다.
국가 차원의 경쟁에서 한층 더 벗어나려면 반도체 칩 분야와 관련된 기술 돌파가 한 국가에 이익을 가져다 줄 뿐만 아니라 전체 진보와 전 국민의 진보에도 복음을 가져다 줄 수 있다는 것을 인식해야 한다.일단 기술이 성공적으로 실현되면 맬서스의 함정을 타파하는것도 아무것도 아니다. 우리가 할수 있는 일은 량호한 연구배경을 구축하고 인재를 존중하고 양성하고 주목하며 기초과학을 타파하고 최종적으로 사람들의 일반사회형태의 진보와 개선을 성공적으로 실현하는것이다.
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