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

Carte de circuit intégré à puce semi - conductrice (IC)

2021-08-19
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Author:T.Kim

Puces semi - conductrices - Comment briser cette situation

La puce, également appelée carte de circuit intégré - IC, est une forme à petite échelle d'élément semi - conducteur, d'élément non actif, etc., qui peut intégrer un grand nombre de transistors de microjonction dans une petite puce.


Par conséquent, la puce se compose d'un transistor de type jonction et de divers éléments 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 de 2000 ont permis d'améliorer la puce de circuit intégré, ce qui rend plus fiable l'assemblage manuel de la carte de circuit intégré de composant électronique utilisant l'embrayage. Haute performance (petite taille, commutation rapide à courte distance de composants de faible puissance, faible consommation d'énergie), faible coût (technologie des panneaux photoélectriques, productivité élevée).

Par le passé, les peuples des pays et des communautés se sont battus pour des ressources alimentaires telles que la terre, la population, les matériaux de combustion, les marchés, etc. ces ressources nécessitent des liaisons de transport de base, de sorte que nous avons construit de nombreuses routes et ponts pour transporter ces ressources et les faire fonctionner. Depuis la Seconde Guerre mondiale, les sciences fondamentales n'ont pas été fondamentalement rompues et de nombreux domaines, tels que l'énergie, les matériaux et les matériaux, sont restés stagnants. Elle cherche une meilleure survie et l'infrastructure numérique est devenue un nouveau sommet. Ionisation


1. Infrastructure numérique:

À l'ère de l'économie numérique, nous sommes devenus des facteurs de production centraux et des ressources stratégiques. Tout au long du cycle de vie du numérique, les logiciels et le matériel de base, tels que les réseaux, le stockage, l'informatique et les applications, sont devenus une nouvelle infrastructure indispensable à la production, à la survie et au progrès social. Grâce à ces nouvelles infrastructures, nous avons réussi à gérer le « monde invisible » derrière l'espace physique. Compte tenu de l'élan international actuel et de l'impact de l'épidémie, l'infrastructure numérique peut jouer un rôle en stimulant les investissements, en stabilisant la participation et en revitalisant l'économie. Contrairement aux infrastructures traditionnelles du passé, l'infrastructure numérique est aujourd'hui le secteur économique le plus dynamique.

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


2. Communication et calcul:

Les applications de l'infrastructure numérique tournent autour des capacités de communication et de calcul, ce qui, comme nous le savons clairement, se traduit par la 5G et la puce. 5g communication reputation links and Summaries collected values, Computational Capacity is the Processing of Summary information.

Dans l'économie traditionnelle, 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 combustibles fossiles sont les principaux facteurs de production; Parallèlement à la nouvelle infrastructure numérique, l'intelligence artificielle, la 5G, l'Internet des objets et l'informatique en nuage sont devenus de nouveaux outils de production, et la capacité et la valeur informatiques sont devenues des facteurs de production essentiels pour ces outils. La capacité et la valeur de calcul sont devenues le point culminant de la concurrence mondiale.


-. Communications:

Dans le domaine de la communication, la Chine en vaut la peine. Jusqu'à présent, Huawei possède le plus grand nombre de brevets 5G au monde et sa technologie intégrée est au niveau mondial. Cependant, dans le domaine des puces, en particulier les puces haut de gamme, nous ne pouvons que nous sentir optimistes. Bien que nous ayons un grand nombre d'entreprises de puces semi - conductrices, telles que Central core international et la microélectronique chinoise, elles ne sont pas des entreprises spécialisées dans tous les domaines et l'industrie des Puces a besoin d'un développement coordonné de l'ensemble de la chaîne industrielle, en particulier en ce qui concerne une technologie clé.


-. Calcul:

À l'ère actuelle de l'Internet des objets, il est très pratique d'obtenir des informations de confiance. Même dans un avenir prévisible, lorsque l'information est suffisamment volumineuse, que la puissance de calcul est suffisamment forte pour que les décisions nationales puissent être transmises aux ordinateurs, tout ce que nous avons à faire est d'établir des règles opérationnelles, c'est - à - dire des algorithmes. L'information multi - industries permet à l'informatique collaborative de générer de nouvelles demandes, de nouvelles capacités de production et de nouveaux marchés et de contribuer au progrès de l'économie mondiale. À ce moment - là, le jeu entre les pays sera très intense et deviendra probablement un jeu entre deux superordinateurs. Ils peuvent obtenir plus de données, soutenir des algorithmes scientifiques et finalement se démarquer par une plus grande puissance de calcul pour faire des choix précis.

IDC, une entreprise numérique internationale, prévoit que d'ici 2023, la production de l'économie numérique représentera 67% du PIB de la Chine. Une capacité de calcul forte et indépendante deviendra la pierre angulaire du développement économique de la Chine, et le facteur central de l'investissement et du développement de la capacité de calcul deviendra le plan à long terme de la Chine. Il ne fait aucun doute que les pays qui occupent ces deux domaines acquerront une force importante et pratique au cours des prochaines décennies, même après le jour du scrutin, dans l'ordre mondial.

Un semi - conducteur est quelque chose dont la conductivité électrique se situe entre le conducteur et l'isolant (voir plus loin). Ce n'est qu'au cours des années 1930 que les technologies de purification des matériaux ont été améliorées et largement autorisées. Les semi - conducteurs se composent principalement de circuits intégrés, de composants photoélectriques, de composants discrets et de capteurs. Étant donné que les circuits intégrés représentent plus de 80% des composants, les semi - conducteurs sont généralement appelés circuits intégrés. Le circuit intégré est divisé en microprocesseur, mémoire, unit é de pensée et unité analogique. C'est pour ça qu'on l'a aussi transformé en puce.

Historique des puces

Historique des puces

Histoire du développement des puces

Intel est un géant des puces dans le domaine des ordinateurs personnels. Son histoire de développement représente essentiellement l'histoire du développement des puces. Regardons son histoire:


Historique des puces

1. En 1971, Intel introduit son premier processeur commercial 4004, qui intègre 2 250 transistors et 60 000 opérations par seconde. Son exposition a été révolutionnaire, a conduit à la révolution informatique et Internet qui a suivi et a continué à changer le monde entier.

2. Le célèbre processeur Intel 8086 est sorti en 1978 et a été utilisé sur les ordinateurs IBM en 1981. Les modèles suivants sont apparus, tels que 80286.

3. En 1985, Intel a développé et fabriqué le premier processeur 32 bits 80386. Avec sa compatibilité et sa coopération avec IBM PC, Intel a établi une position de leader sur le marché des machines compatibles et est entré sur le marché chinois la même année. Il y a aussi des améliorations 80486, 586, etc. XiaoSheng se souvient que le premier ordinateur de processeur win95 utilisé en moins d'une heure était une puce de la série 80486.

4. En 1993, Intel a lancé Pentium. À ce stade, le nombre de transistors atteint 3,2 millions. L'expérience de l'informatique en virgule flottante a été grandement améliorée et les fonctions de l'image, du son, du film et de la télévision ont été pleinement et avec succès réalisées. Au cours de la prochaine décennie, les mises à jour numériques se sont poursuivies l'une après l'autre et Intel est devenu le représentant des puces haut de gamme.

5. En 2001, le premier Processeur 64 bits d'Intel Itanium est né, principalement pour l'arrière - plan informatique haut de gamme de l'entreprise, c'est - à - dire les serveurs, surpassant les pairs et devenant le leader des puces de serveur.

6. En 2006, des processeurs à double noyau, connus sous le nom de séries I3, I5 et i7, sont apparus. Bien sûr, le Core i7, lancé en 2008, est le premier processeur à quatre noyaux. La série Core est durable. Jusqu'à présent, nos PC privés utilisent essentiellement la famille Core (d'autres modèles de noyaux AMD ou Intel).

7. En 2014, Intel a introduit les processeurs de la série Xeon E7, avec jusqu'à 15 centres de traitement devenant le plus grand nombre de processeurs dans les centres Intel. Xeon est principalement utilisé dans le domaine des serveurs et peut être utilisé dans l'ingénierie de traitement Internet, les images et les stations de télévision multiples, etc.

8. En 2017, après avoir acheté mobileeye de partout, Intel a commencé à évoluer vers l’intégration d’intelligence artificielle « algorithme + puce». Dans un environnement d'intelligence artificielle intelligente, NVIDIA et Intel fabriquent des puces d'intelligence artificielle à l'aide de technologies telles que les réseaux d'organes neuronaux d'apprentissage profond et s'emparent de nouveaux marchés.


Au cours des 30 dernières années, le nombre de transistors a doublé tous les 1,5 an. Avec l'augmentation de la taille du plan de l'unit é ou de la surface de l'objet, la taille globale de la puce passe de grande à petite, le coût de l'unité de surface et la puissance de commutation diminuent. Dans le même temps, tous les indicateurs de performance ont été renforcés, c'est - à - dire que le nombre de transistors et les performances des puces doublent tous les 24 mois. Suivant la loi de Moller, l'histoire du progrès des puces 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 se compose de Transistors (y compris des diodes, des Triodes, des FET, des Thyristors, etc., et parfois des éléments bipolaires en particulier). Commençons par les semi - conducteurs et les transistors (les autres principes sont presque identiques).

1. Semi - conducteurs:

En parlant de puces, nous devons parler de semi - conducteurs. En fait, la découverte des semi - conducteurs a également été développée à partir de la mécanique quantique. Parlons - en au niveau des atomes physiques. Nous savons tous qu'à l'exception de H et He, tous les autres éléments sont à l'état d'équilibre des 8 électrons de la couche externe. La connaissance de la chimie nous apprend également que l'électricité statique (Liaison chimique) qui relie les deux éléments a des liaisons ioniques et covalentes (les liaisons métalliques ressemblent à peu près aux liaisons covalentes).

Les liaisons ioniques existent généralement entre les métaux et les non - métaux. Par exemple, un atome de sodium perd un électron et devient une particule d'ions sodium, un atome de chlore obtient un électron et devient une particule d'ions chlorures, et deux atomes deviennent des charges anisotropes. Par courant électrique, ils sont attirés ensemble par l'énergie magnétique et deviennent du NaCl, c'est - à - dire du sel et du chlorure de sodium; Les liaisons covalentes nécessitent généralement la liaison d'éléments non métalliques. Différents atomes peuvent former des paires d'électrons côte à côte avec d'autres électrons nucléaires, de sorte que l'extrémité externe forme un état stable de 8 électrons, comme l'azote.

À l'heure actuelle, nous avons examiné attentivement les éléments de la famille c du tableau périodique avec seulement quatre électrons à l'extérieur, ce qui n'est pas facile à perdre ou à acquérir. C'est le concept des semi - conducteurs. Cependant, avec l'augmentation du nombre de couches d'électrons, les électrons de ce groupe d'éléments deviendront de plus en plus faciles à perdre (les éléments Ge, SN, pb, etc., derrière si). Nous avons constaté que si est devenu le meilleur matériau semi - conducteur à nos yeux parce qu'il a le nombre approprié de couches d'électrons et le nombre d'électrons dans la couche externe. C'est aussi l'origine de la « Silicon Valley » de l'industrie mondiale de haute technologie. La « Silicon Valley » a également été le premier lieu de recherche et de production de puces semi - conductrices à base de silicium, puisqu'elle a été nommée « Silicon Valley ».


Transistors et circuits intégrés

Transistors et circuits intégrés


2. Transistors et circuits intégrés:

La Diode est l'un des transistors. Il s'agit d'un élément électronique fabriqué à partir de matériaux semi - conducteurs (silicium, sélénium, germanium, etc.) et qui peut être conducteur unidirectionnel. C'est - à - dire que lorsque l'anode et la cathode de la diode sont appliquées à la tension positive, elle est mise en marche et se termine lorsque la tension négative est appliquée, ce qui équivaut à la connexion et à la déconnexion de l'interrupteur. Maintenant, nous avons la différence de signal la plus élémentaire. Par exemple, nous enregistrons la conduction actuelle comme 1 et la fracture comme 0. C'est le langage informatique 0 et 1 que nous connaissons très bien. Maintenant que c, C + +, JS et H5 sont devenus des langues, c'est aussi une façon de les traduire dans des langues que nous pouvons facilement comprendre et éditer.

Après la naissance de la diode, nous pouvons présupposer la loi de la pensée primitive. Tout le monde qui a suivi le cours sur les principes de la commande semi - automatique savait qu'il y avait un circuit de porte « et » ou « non » (par exemple, la porte « et » a réussi à obtenir une sortie de 1 en même temps). Tous les types de circuits de porte sont assemblés en parallèle et en série. Une règle de pensée apparemment simple - - les circuits de porte peuvent réussir à réaliser des calculs très complexes après des centaines de millions de configurations et de combinaisons de circuits de porte (la disposition et la combinaison des circuits de porte ne sont pas seulement la présupposition de la technologie des puces, mais aussi l'élément clé de la performance des puces de vote, qui a besoin d'une accumulation technologique à long terme), la puce est l'ensemble de ce circuit de calcul, c'est - à - dire Le circuit intégré IC.

Le processus de fabrication des puces est relativement complexe, mais il comporte généralement trois étapes:? Essais de conception, de production et d'emballage.

1. Preset:

Les presets de première ligne, les simulations de première ligne, les presets de dernière ligne, la validation, les simulations de dernière ligne, les recherches de vérification, puis les statistiques de configuration sont envoyées à l'usine mandataire.

Nous devons connaître les principes de la présupposition. Pour que certaines fonctions puissent être mises en œuvre avec succès, les presets de puces doivent dépendre de l'architecture preset. Jusqu'à présent, les principales architectures de puces comprennent x86 (Intel et AMD uniques, dominant le marché des PC), ARM (Mobile Facilities), RISC - V (Tomorrow Star, largement utilisé pour les appareils portables intelligents), MIPS (principalement pour les décodeurs de passerelle), en raison de la position unique de l'Architecture ARM en termes de faible consommation d'énergie et de faible coût. Il est particulièrement populaire sur les appareils mobiles comme les téléphones cellulaires (ARM et x86 sont les deux plus grandes architectures avec les plus grandes parts de marché).

L'architecture des puces ci - dessus n'est qu'une condition préalable. L'ensemble du processus de préréglage de la puce nécessite un logiciel EDA. En bref, le logiciel EDA peut être compris comme le logiciel Cao que nous utilisons couramment, car les circuits à puce sont très complexes et petits et contiennent des dizaines de milliards de composants. Un mauvais positionnement d'un composant ou d'un circuit peut rendre la puce entière inopérante. Le logiciel EDA peut pré - programmer le processus semi - automatique pour assurer le fonctionnement de la puce. Le côté preset de la puce n'a qu'à voter sur quelques presets clés.

Ligne de production

Ligne de production

2. Production:

Oxydation - dépôt de film - photolithographie - Gravure - perfusion ionique - nettoyage.

Tout d'abord, nous extrayons du silicium de haute pureté à partir de la silice, c'est - à - dire du sable à haute température. Le silicium simple est une structure cristalline avec des atomes propres et des liaisons covalentes pour former de grandes molécules. Le personnel de bureau découpe le silicium en tranches circulaires pour produire des puces.

Appliquer uniformément la gélatine sur la plaquette de silicium, contrôler la cartographie de la lumière (photolithographie), modifier les propriétés de la gélatine (soluble dans l'eau) à un endroit donné, puis rincer à l'eau pour obtenir la rainure de silicium.

Lorsque des impuretés telles que des couches de polysilicium photosensibles sont ajoutées à des zones spécifiques, telles que le balayage et le phosphore dans les diodes, les circuits de la loi de l'esprit se forment continuellement dans les rainures, souvent appelées perfusions de particules.

Le reste peut également être recouvert d'un revêtement photosensible et le silicium peut être corrodé par des solutions corrosives pour former des transistors.

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 désiré, c'est - à - dire une grande puce contenant de nombreuses puces.

3. Essai d'emballage:

Comme indiqué ci - dessus, une fois la puce produite, elle n'est pas un produit fini, mais une grande puce qui nécessite un testeur de puce pour l'essai, la coupe et l'emballage.

Des tests satisfaisants peuvent rendre obsolètes les produits qui ne répondent pas aux normes de qualité avant qu'ils n'atteignent les utilisateurs, ce qui est essentiel pour améliorer la production et la qualité et pour établir un cercle vertueux de production et de commercialisation. La machine d'essai est un test réussi pour vérifier si la puce répond à l'objectif préétabli, étudier l'influence du changement de fond sur la puce et la durée de vie inégale.

D'ici 2019, la Chine aura dépensé plus de 300 milliards de dollars en importations de puces (plus de 200 milliards de dollars seulement pour le carburant) et acheté au total un tiers des puces mondiales, dont plus de 90% dépendent des importations. Comme vous pouvez le voir, nous dépendons encore beaucoup des puces. Pour étudier la situation actuelle des puces semi - conductrices en Chine, nous devons d'abord examiner l'ensemble du processus de division de l'industrie des puces.

World Chip industry chain:

China Precision Corporation, Overseas fruit, AMD, Qualcomm et d'autres fabricants bien connus ne font souvent que des pré - réglages, nous les appelons des pré - réglages de puces d'usine sans Wafers; Par défaut, les dessins sont livrés à un fabricant de puces tiers, comme TSMC ou Samsung; Après production, il ne s'agit pas d'un produit fini, mais d'un grand cristal rond lié au silicium. Il doit être livré à la couleur et à la sécurité du jour. Ces entreprises testent, coupent et encapsulent à l'aide du logiciel EDA et finissent par former la puce que nous voyons habituellement.

La plupart des procédés de fabrication de puces sont décrits ci - dessus, à quelques exceptions près. Par exemple, Intel, Samsung et d'autres méga - entreprises ont leurs propres processus d'équilibrage, c'est - à - dire que la pré - configuration, la production, les essais et l'emballage sont effectués par elles - mêmes. Nous appelons généralement ce style standard IDM. En fait, au début, nous fabriquions tous des puces de style IDM standard, mais plus tard, nous avons considéré le coût et la vitesse. Après tout, le coût de construction d'une ligne de production est trop élevé et la mise à niveau est rapide. Après amortissement des installations.

Cette demande a ensuite conduit à l'émergence d'entreprises telles que TSMC, qui ont considérablement amélioré leur capacité de production sur la base du contrôle des coûts. Toutefois, cela a également entraîné un autre changement, à savoir une réduction du seuil de l'industrie des puces. Il était une fois des centaines de milliards de personnes incapables d'atteindre le seuil de l'industrie des puces. Maintenant, il n'a besoin que d'investir une douzaine à des milliards de dollars dans le développement de pré - réglages de puces pour trouver qui fabrique la puce.


Comparaison des paquets de pré - réglage, de production et d'essai des puces chinoises avec les normes mondiales:

Après avoir terminé la chaîne mondiale de l'industrie des puces, revenons au processus de la puce elle - même, c'est - à - dire le pré - réglage, la production et les essais d'emballage. Examinons ces trois dimensions.

1. Pré - réglage de la puce:

Le pré - réglage de la puce est généralement divisé en: pré - réglage de l'avant, simulation de l'avant, pré - réglage de l'arrière, vérification, post - simulation, vérification de l'enquête, puis envoyer les statistiques de l'ensemble à l'OEM.

Comme indiqué ci - dessus, de nombreuses grandes entreprises, dont Huawei et Hisense, ne font que des pré - réglages de puces, de sorte que Hisense est essentiellement une entreprise de pré - réglage de puces.

1. Arm Architecture:

Comme nous l'avons vu plus haut, les architectures de puces dominantes jusqu'à présent comprennent x86 (Intel et AMD uniques, dominant le marché des PC), ARM (Mobile Facilities), RISC - V (Tomorrow Star, largement utilisé pour les appareils portables intelligents), MIPS (principalement pour les passerelles et les décodeurs), En raison de la faible consommation d'énergie des architectures ARM, les emplacements uniques à faible coût sont particulièrement touchés par les yeux bleus des appareils mobiles, comme les téléphones mobiles (les architectures arm et x86 sont les deux architectures qui détiennent les plus grandes parts de marché).

Notre société Precision vient de la recherche et du développement secondaires basés sur l'architecture de version publique arm Enterprise. Bien que arm soit une entreprise britannique qui prétend ne pas être influencée par le Département du commerce du pays a, son comportement a été instable au cours de la dernière année. Jusqu'à présent, il aurait été acheté par NVIDIA dans le monde entier, ce qui semble également très peu fiable. Si nous ne permettons pas à Precision Company de pré - configurer indépendamment la puce de l'ensemble d'instructions de la prochaine génération, il sera très difficile.

2. Eda preset:

La structure de la puce est une condition préalable. Lorsque vous sélectionnez un site de construction et du ciment mousse, vous avez également besoin d'un plan de construction spécifique, un preset à puce. Au cours de ce processus, nous avons discuté de l'ensemble du processus qui nécessite un logiciel EDA (semblable à peu près à un logiciel Cao dans l'industrie de la construction). Comme indiqué ci - dessus, le logiciel EDA peut pré - configurer semi - automatiquement la puce pour l'ensemble du processus afin d'assurer son bon fonctionnement. Le concepteur n'a qu'à changer quelques endroits clés, ce qui réduit considérablement les risques incontrôlables.

Notre société de précision utilise principalement des logiciels mindo international, New Think Technology et Caden Electronics. Il se trouve que ces trois entreprises sont les plus grandes entreprises de logiciels EDA au monde, toutes américaines.

Les fournisseurs de logiciels EDA intelligents fournissent également gratuitement des logiciels EDA à des fonderies telles que TSMC et exigent des fonderies qu'elles fournissent des paquets numériques contenant des informations de base sur les composants et les unités de pensée (tels que les transistors, les transistors mos, les résistances, les condensateurs, etc.) au logiciel EDA. Le paquet numérique est continuellement optimisé et mis à jour plusieurs fois (parfois un mois) et est formellement validé et lié au logiciel, de sorte qu'il ne supporte essentiellement que la dernière version. Contrairement aux logiciels piratés, nous pouvons toujours utiliser les anciennes versions sans mise à jour après l'interdiction. Si nous n'avons pas besoin de la dernière version du logiciel pour valider la puce, il est probable que la puce par défaut ne fonctionnera pas, ce qui entraînera une défaillance de la diffusion en continu, ce qui signifie que des centaines de millions de dollars ont été perdus et que le risque de coûts est très élevé.

Huada Jiutian est finalement devenue la première entreprise chinoise de logiciels EDA. Après des années de développement, il a été en mesure de gérer un certain nombre de domaines. Cependant, comme nous l'avons mentionné précédemment, comme pour les puces semi - conductrices, l'ensemble du processus doit être coordonné pour couvrir l'ensemble du processus prédéfini de la puce haut de gamme, et nous ne pouvons couvrir que quelques points.


2. Fabrication de puces:

Le processus de fabrication de la puce peut être divisé en: oxydation - dépôt de film - photolithographie - Gravure - perfusion ionique - nettoyage;

Dans le domaine de la fabrication de puces, TSMC est sans aucun doute l'entreprise la plus puissante au monde. Sa position de leader est assurée par une technologie et un leadership solides. Cependant, tout cela est basé sur l'utilisation d'un grand nombre d'installations américaines de semi - conducteurs. On peut dire qu'il n'y aurait pas de TSMC aujourd'hui sans le soutien de la technologie américaine. Par conséquent, si un pays interdit, TSMC pourra choisir de ne pas traiter les puces pour nous après avoir pesé les commandes et la technologie sous - jacente.

Vous pourriez dire qu'on a toujours central international? Après de nombreuses années d'efforts, le Zhongxin International, qui a été lancé en 2004, a finalement conquis le noeud du processus de 14 nm en 19 ans, ce qui constitue une percée majeure. Cependant, tout d'abord, nous devons reconnaître que TSMC a fourni des puces de 7 nm aux fruits en 18 ans, soit au moins deux générations en retard sur le plan technologique. Deuxièmement, même si nous pouvons accepter des produits dont la taille, les performances et la navigation continue ne sont pas très bonnes, SMIC ne peut pas le faire pour nous. Dans le processus de fabrication des puces ci - dessus, notre société de Microélectronique est en mesure d'appliquer des technologies plus avancées aux lignes de production 7nm et 5NM dans le processus de gravure. En outre, elle est en retard par rapport à la moyenne mondiale. Dans la chaîne de production, il y a beaucoup de technologies américaines. Par exemple, core international a adopté le Programme des entreprises américaines de matériaux appliqués. Par conséquent, si le pays a a une interdiction, SMIC ne peut pas fabriquer de puces pour Huawei.

Lithographie:

Deuxièmement, il n'y a qu'une seule technologie clé dans la fabrication de puces: la lithographie. La lithographie projette le diagramme de circuit sur une puce en silicium recouverte de Photoresist; La gravure corrode le diagramme de circuit de branche parallèle sur la plaquette de silicium sur laquelle le diagramme de circuit vient d'être dessiné. Les deux installations sont complémentaires et ne peuvent manquer d'une.

La lithographie EUV est très difficile (la version améliorée du duv a réussi à passer de grandes longueurs d'onde à de petites longueurs d'onde après suppression de l'étain métallique liquide, qui ne sera pas décrite en détail ici). Cette évolution a commencé il y a plus de 20 ans avec la participation de près de 40 pays, y compris tous les pays européens. Toutefois, seuls les États - Unis sont fermement convaincus qu'en fin de compte, la technologie est plus difficile que la fabrication de bombes atomiques. Dans la puce actuelle, nous devons effectuer au moins 20 photolithographies (une couche à la fois) qui sont plus complexes que les cartes topographiques de l'ensemble de la ville et de la banlieue lorsque nous agrandissons le graphique d'une seule couche de gravure plusieurs fois. Imaginez une carte topographique de l'ensemble de New York et de la banlieue enregistrée sur une seule puce avec une surface plane ou un objet de seulement 100 millimètres carrés (la taille du cristal est inférieure à l'une des limites du diamètre des cheveux). On peut imaginer la complexité de cette structure.

La lithographie est donc une technologie très complexe et cruciale. Sa précision et sa clarté déterminent directement l'expérience de calcul et la qualité de la puce. Seule une capacité de gravure plus précise permettra de réaliser avec succès les idées des concepteurs de circuits à micro - échelle. Il ne fait aucun doute que la lithographie est à l'avant - garde de la concurrence internationale à l'ère de la lithographie à puce.

Le domaine de pointe de la lithographie est monopolisé par l'entreprise néerlandaise asml (asml), dont la lithographie de 5 nm a été mise en service. Cette année, le processeur A14, la série Qualcomm Xiaolong 875 et le processeur mascotte 9000 de TSMC ont été fabriqués par l'usine. Jusqu'à présent, la lithographie chinoise est un procédé microélectronique de 28 nanomètres. Il y a une époque de différence d'expérience dans le développement, il y a deux différences d'expérience dans la production de masse. Comme pour beaucoup d'autres liens, ils commencent même à peine à fonctionner.

3. Essai d'emballage:

Comme indiqué ci - dessus, une fois la puce produite, elle n'est pas un produit fini, mais une grande puce qui nécessite un testeur de puce pour l'essai, la coupe et l'emballage.

Des tests satisfaisants peuvent rendre obsolètes les produits qui ne répondent pas aux normes de qualité avant qu'ils n'atteignent les utilisateurs, ce qui est essentiel pour améliorer la production et la qualité et pour établir un cercle vertueux de production et de commercialisation. La machine d'essai est un test réussi pour vérifier si la puce répond à l'objectif préétabli, étudier l'influence du changement de fond sur la puce et la durée de vie inégale.

D'ici 2019, la Chine aura dépensé plus de 300 milliards de dollars en importations de puces (plus de 200 milliards de dollars seulement pour le carburant) et acheté au total un tiers des puces mondiales, dont plus de 90% dépendent des importations. Comme vous pouvez le voir, nous dépendons encore beaucoup des puces. Pour étudier la situation actuelle des puces semi - conductrices en Chine, nous devons d'abord examiner l'ensemble du processus de division de l'industrie des puces.


World Chip industry chain:

China Precision Corporation, Overseas fruit, AMD, Qualcomm et d'autres fabricants bien connus ne font souvent que des pré - réglages, nous les appelons des pré - réglages de puces d'usine sans Wafers; Par défaut, les dessins sont livrés à un fabricant de puces tiers, comme TSMC ou Samsung; Après production, il ne s'agit pas d'un produit fini, mais d'un grand cristal rond lié au silicium. Il doit être livré à la couleur et à la sécurité du jour. Ces entreprises testent, coupent et encapsulent à l'aide du logiciel EDA et finissent par former la puce que nous voyons habituellement.

La plupart des procédés de fabrication de puces sont décrits ci - dessus, à quelques exceptions près. Par exemple, Intel, Samsung et d'autres méga - entreprises ont leurs propres processus d'équilibrage, c'est - à - dire que la pré - configuration, la production, les essais et l'emballage sont effectués par elles - mêmes. Nous appelons généralement ce style standard IDM. En fait, au début, nous fabriquions tous des puces de style IDM standard, mais plus tard, nous avons considéré le coût et la vitesse. Après tout, le coût de construction d'une ligne de production est trop élevé et la mise à niveau est rapide. Après amortissement des installations.

Cette demande a ensuite conduit à l'émergence d'entreprises telles que TSMC, qui ont considérablement amélioré leur capacité de production sur la base du contrôle des coûts. Toutefois, cela a également entraîné un autre changement, à savoir une réduction du seuil de l'industrie des puces. Il était une fois des centaines de milliards de personnes incapables d'atteindre le seuil de l'industrie des puces. Maintenant, il n'a besoin que d'investir une douzaine à des milliards de dollars dans le développement de pré - réglages de puces pour trouver qui fabrique la puce.

Comparaison des paquets de pré - réglage, de production et d'essai des puces chinoises avec les normes mondiales:

Après avoir terminé la chaîne mondiale de l'industrie des puces, revenons au processus de la puce elle - même, c'est - à - dire le pré - réglage, la production et les essais d'emballage. Examinons ces trois dimensions.

1. Pré - réglage de la puce:

Le pré - réglage de la puce est généralement divisé en: pré - réglage de l'avant, simulation de l'avant, pré - réglage de l'arrière, vérification, post - simulation, vérification de l'enquête, puis envoyer les statistiques de l'ensemble à l'OEM.

Comme nous l'avons vu plus haut, de nombreuses grandes entreprises, dont H - hisilicon, ne font que des pré - réglages de puces, de sorte qu'hisilicon est essentiellement une entreprise de pré - réglage de puces.

1. Arm Architecture:

Comme nous l'avons vu plus haut, les architectures de puces dominantes jusqu'à présent comprennent x86 (Intel et AMD uniques, dominant le marché des PC), ARM (Mobile Facilities), RISC - V (Tomorrow Star, largement utilisé pour les appareils portables intelligents), MIPS (principalement pour les passerelles et les décodeurs), En raison de la faible consommation d'énergie des architectures ARM, les emplacements uniques à faible coût sont particulièrement touchés par les yeux bleus des appareils mobiles, comme les téléphones mobiles (les architectures arm et x86 sont les deux architectures qui détiennent les plus grandes parts de marché).

Notre entreprise de haute précision est dérivée de la recherche et du développement secondaires basés sur l'architecture de version publique arm Enterprise. Bien que arm soit une entreprise britannique qui prétend ne pas être influencée par le Département du commerce du pays a, son comportement a été instable au cours de la dernière année. Jusqu'à présent, il aurait été acheté par NVIDIA dans le monde entier, ce qui semble également très peu fiable. Si nous ne permettons pas à Huawei de configurer indépendamment les puces de la prochaine génération d'instructions, la difficulté est très élevée.

2. Eda preset:

La structure de la puce est une condition préalable. Lorsque vous sélectionnez un site de construction et du ciment mousse, vous avez également besoin d'un plan de construction spécifique, un preset à puce. Au cours de ce processus, nous avons discuté de l'ensemble du processus qui nécessite un logiciel EDA (semblable à peu près à un logiciel Cao dans l'industrie de la construction). Comme indiqué ci - dessus, le logiciel EDA peut pré - configurer semi - automatiquement la puce pour l'ensemble du processus afin d'assurer son bon fonctionnement. Le concepteur n'a qu'à changer quelques endroits clés, ce qui réduit considérablement les risques incontrôlables.


Notre société de haute précision utilise principalement des logiciels mindo international, New Think Technology et Caden Electronics. Il se trouve que ces trois entreprises sont les plus grandes entreprises de logiciels EDA au monde, toutes américaines.

Les fournisseurs de logiciels EDA intelligents fournissent également gratuitement des logiciels EDA à des fonderies telles que TSMC et exigent des fonderies qu'elles fournissent des paquets numériques contenant des informations de base sur les composants et les unités de pensée (tels que les transistors, les transistors mos, les résistances, les condensateurs, etc.) au logiciel EDA. Le paquet numérique est continuellement optimisé et mis à jour plusieurs fois (parfois un mois) et est formellement validé et lié au logiciel, de sorte qu'il ne supporte essentiellement que la dernière version. Contrairement aux logiciels piratés, nous pouvons toujours utiliser les anciennes versions sans mise à jour après l'interdiction. Si nous n'avons pas besoin de la dernière version du logiciel pour valider la puce, il est probable que la puce par défaut ne fonctionnera pas, ce qui entraînera une défaillance de la diffusion en continu, ce qui signifie que des centaines de millions de dollars ont été perdus et que le risque de coûts est très élevé.

HD JT est finalement devenu le leader des logiciels EDA en Chine. Après des années de développement, il a été en mesure de gérer un certain nombre de domaines. Cependant, comme nous l'avons mentionné précédemment, comme pour les puces semi - conductrices, l'ensemble du processus doit être coordonné pour couvrir l'ensemble du processus prédéfini de la puce haut de gamme, et nous ne pouvons couvrir que quelques points.

2. Fabrication de puces:

Le processus de fabrication de la puce peut être divisé en: oxydation - dépôt de film - photolithographie - Gravure - perfusion ionique - nettoyage;

Dans le domaine de la fabrication de puces, TSMC est sans aucun doute l'entreprise la plus puissante au monde. Sa position de leader est assurée par une technologie et un leadership solides. Cependant, tout cela est basé sur l'utilisation d'un grand nombre d'installations américaines de semi - conducteurs. On peut dire qu'il n'y aurait pas de TSMC aujourd'hui sans le soutien de la technologie américaine. Par conséquent, si un pays interdit, TSMC pourra choisir de ne pas traiter les puces pour nous après avoir pesé les commandes et la technologie sous - jacente.

Vous pourriez dire qu'on a toujours central international? Après de nombreuses années d'efforts, le Zhongxin International, qui a été lancé en 2004, a finalement conquis le noeud du processus de 14 nm en 19 ans, ce qui constitue une percée majeure. Cependant, tout d'abord, nous devons reconnaître que TSMC a fourni des puces de 7 nm aux fruits en 18 ans, soit au moins deux générations en retard sur le plan technologique. Deuxièmement, même si nous pouvons accepter des produits dont la taille, les performances et la navigation continue ne sont pas très bonnes, SMIC ne peut pas le faire pour nous. Dans le processus de fabrication des puces ci - dessus, notre société de Microélectronique est en mesure d'appliquer des technologies plus avancées aux lignes de production 7nm et 5NM dans le processus de gravure. En outre, elle est en retard par rapport à la moyenne mondiale. Dans la chaîne de production, il y a beaucoup de technologies américaines. Par exemple, core international a adopté le Programme des entreprises américaines de matériaux appliqués. Par conséquent, si le pays a a une interdiction, SMIC ne peut pas fabriquer de puces pour Huawei.


Lithographie:

Deuxièmement, il n'y a qu'une seule technologie clé dans la fabrication de puces: la lithographie. La lithographie projette le diagramme de circuit sur une puce en silicium recouverte de Photoresist; La gravure corrode le diagramme de circuit de branche parallèle sur la plaquette de silicium sur laquelle le diagramme de circuit vient d'être dessiné. Les deux installations sont complémentaires et ne peuvent manquer d'une.

La lithographie EUV est très difficile (la version améliorée du duv a réussi à passer de grandes longueurs d'onde à de petites longueurs d'onde après suppression de l'étain métallique liquide, qui ne sera pas décrite en détail ici). Cette évolution a commencé il y a plus de 20 ans avec la participation de près de 40 pays, y compris tous les pays européens. Toutefois, seuls les États - Unis sont fermement convaincus qu'en fin de compte, la technologie est plus difficile que la fabrication de bombes atomiques. Dans la puce actuelle, nous devons effectuer au moins 20 photolithographies (une couche à la fois) qui sont plus complexes que les cartes topographiques de l'ensemble de la ville et de la banlieue lorsque nous agrandissons le graphique d'une seule couche de gravure plusieurs fois. Imaginez une carte topographique de l'ensemble de New York et de la banlieue enregistrée sur une seule puce avec une surface plane ou un objet de seulement 100 millimètres carrés (la taille du cristal est inférieure à l'une des limites du diamètre des cheveux). On peut imaginer la complexité de cette structure.

La lithographie est donc une technologie très complexe et cruciale. Sa précision et sa clarté déterminent directement l'expérience de calcul et la qualité de la puce. Seule une capacité de gravure plus précise permettra de réaliser avec succès les idées des concepteurs de circuits à micro - échelle. Il ne fait aucun doute que la lithographie est à l'avant - garde de la concurrence internationale à l'ère de la lithographie à puce.

Le domaine de pointe de la lithographie est monopolisé par l'entreprise néerlandaise asml (asml), dont la lithographie de 5 nm a été mise en service. Cette année, le processeur A14, la série Qualcomm Xiaolong 875 et le processeur mascotte 9000 de TSMC ont été fabriqués par l'usine. Jusqu'à présent, la lithographie chinoise est un procédé microélectronique de 28 nanomètres. Il y a une époque de différence d'expérience dans le développement, il y a deux différences d'expérience dans la production de masse. Comme pour beaucoup d'autres liens, ils commencent même à peine à fonctionner.

3. Essai d'emballage:

Les amis qui connaissent la puce pourraient penser que la Chine est la première au monde en matière d'emballage et de tests. Toutefois, en réalité, les machines d'essai de polissage sont monopolisées par des entreprises japonaises et américaines, tereda et kexiu Semiconductor des États - Unis occupent plus de la moitié des installations nationales d'étanchéité et d'essai et le taux de localisation des installations d'essai de semi - conducteurs est inférieur à 10%.

Essais d'emballage

Essais d'emballage

Après l'écart entre les puces semi - conductrices chinoises et les normes mondiales en matière de pré - réglage, de production et d'essais d'emballage, nous ne devrions pas être trop optimistes. En fait, nous ne sommes pas inexpérimentés dans l'Eda, la production, la lithographie et l'OEM. Huada Jiutian, Zhongwei Electronics, haisi et d'autres entreprises ont jeté de nombreuses bases dans divers domaines, dans certains points et domaines, nous pouvons même comparer avec la première ligne. Ce que nous devons faire maintenant, c'est que de plus en plus de points apparaissent et, grâce à un développement coordonné point à point, une chaîne industrielle de semi - conducteurs mature et complète ne sera plus contrôlée par d'autres.

Après avoir compris la situation actuelle et les lacunes de la technologie chinoise des puces semi - conductrices, nous devons réfléchir à la façon de poursuivre et de dépasser avec succès.

1. Situation actuelle des puces semi - conductrices en Chine

Dans une industrie où la physique sous - jacente stagne (comme décrit ci - dessous), l'écart avec les nouveaux arrivants se rétrécira, bien qu'Intel ait encore de grands avantages (pré - réglages Eda, processus, etc.). La Chine a perdu la fenêtre de développement historique de l'industrie des semi - conducteurs, associée à certaines erreurs de décision, ce qui a entraîné l'inactivité de l'industrie des puces à semi - conducteurs. Cependant, ces dernières années, le développement rapide de l'industrie photovoltaïque chinoise a également brisé les matériaux à haute teneur en silicium nécessaires à un petit nombre de semi - conducteurs.

Toutefois, les problèmes auxquels nous sommes confrontés demeurent très difficiles et redoutables. Le logiciel d'ingénierie EDA de la puce pré - réglée est essentiellement monopolisé par les États - Unis et l'Europe; La lithographie des équipements de traitement des puces reste monopolisée par l'entreprise néerlandaise asmel, dont les équipements de haute technologie sont monopolisés par l'entreprise américaine amat et l'entreprise de développement Colin. En outre, la production de puces nécessite des matières premières chimiques telles que l'acide fluorhydrique, la photorésistance, etc. ces matières premières chimiques de haute précision sont fournies par Toyo (la Corée du Sud est coupée par Toyo, ce qui provoque presque la fermeture de la puce). Même si les conditions matérielles répondent aux exigences du processus de fabrication, l'expérience acquise par les puces Intel en matière de préréglage industriel (disposition et combinaison des circuits de porte et mise en œuvre fonctionnelle réussie) ne peut être rattrapée du jour au lendemain. Nous avons besoin d'étudier pendant plus de dix ou même vingt ans.

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

Les progrès technologiques sont inséparables des marchés des capitaux. Du point de vue du capital, analysons l'impulsion du marché des puces et le capital derrière lui.

Tout d'abord, l'industrie des puces a une caractéristique remarquable et unique, à savoir sa vitesse de mise à niveau assez rapide. Contrairement à d'autres industries, il existe également une forte demande sur les marchés bas de gamme et à faible coût. Grâce à l'avantage de prix, nous pouvons commencer par le bas de gamme, élargir progressivement le marché, accumuler des talents et passer au Haut de gamme. Pour les puces, le marché a toujours été des puces haut de gamme avec d'excellentes performances, alors qu'il n'y a pratiquement pas de marché bas de gamme.

Deuxièmement, pour les entreprises disposant d'une technologie de pointe en matière de puces, si le développement et la mise en place de puces et la mise en place de lignes de production nécessitent des investissements considérables, le marché des nouvelles puces est tel. En même temps, un ensemble de technologies matures, telles que les photorésistances de haute précision, peut également garantir une production de masse. Les investissements dans le développement seront bientôt dilués par de grandes quantités de produits de base.

En outre, la Chine ne manque pas de capital (des dizaines de milliards de dollars pour le développement) et de personnes occupant des postes clés dans les sciences et les technologies de base (mais manque d'expérience des puces) dans le développement des puces en Chine. Toutefois, les investissements en capital sont axés sur le rapport entrées - sorties. Les groupes de capital s'inquiètent du fait que des dizaines de milliards de dollars investis dans des produits ne peuvent même pas suivre le rythme des procédés traditionnels de semi - conducteurs (puces terminales) et ne peuvent développer que des produits plus anciens. Ces coûts de développement élevés n'ont pas été dilués par le marché, mais les puces moyennes et basses sont plus coûteuses. L'investissement est comme un trou sans fond, de sorte que les entreprises ne sont pas motivées à investir et à développer à grande échelle, ce qui est l'essence des progrès difficiles de l'industrie des puces.

En bref, en raison de l'avantage du premier mouvement, le cycle de vie du processeur a été formé. Le Bureau x86, le bras intégré et le cercle des habitudes de vie du logiciel et du matériel sont matures et stables. Marcher sur des routes étrangères serait bloqué par des barrières aux brevets. Comme indiqué ci - dessus, si vous avez créé votre propre cercle de vie, vous ne pouvez que vous attendre à ce que l'État puisse l'acheter. Le marché n'a pas besoin de puces de bas de gamme. C'est trop dur 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 susmentionnées des retards dans le développement des puces en Chine, comment puis - je changer les capacités?

1. La loi de Moller perd progressivement son efficacité

Comme on l'a vu plus haut, des puces de procédé de 3 nm sont actuellement mises au point par un procédé intensif et prêtes à être mises en production en série. Cependant, l'amélioration des performances, le traitement de surface et la vitesse de densité ne sont pas proportionnels, ce qui indique que la loi de Moore a progressivement perdu son efficacité. L'amélioration de la densité des puces semi - conductrices à l'échelle mondiale va s'arrêter tant que la physique de base n'a pas été brisée, et nous ne pouvons que continuellement optimiser et présupposer de meilleurs processus. Cela donne également à notre pays une chance unique. Si on n'avance pas, on recule. Cependant, nous devons encore admettre que son expérience de pré - réglage des puces s'est accumulée pendant des décennies. Dans un petit détail, les fonctionnalités réalisées avec succès grâce à des presets sophistiqués et ingénieux peuvent nous surprendre pendant des décennies, voire 20.

2. Sortie des principales sociétés de puces du marché chinois

Comme nous l'avons mentionné plus haut, les géants des semi - conducteurs qui ont un avantage de premier plan comptent sur leur solide recherche scientifique et leur expérience pour maintenir le rythme de mise à niveau. Toutefois, le marché n'a besoin que des puces les plus récentes et les plus puissantes, ce qui revient à monopoliser l'ensemble du marché des puces et à tomber dans un cercle vicieux d'absence de profit du marché et d'incapacité à développer la capacité d'investissement.

Cependant, un pays a maintenant pris l'initiative de se retirer du marché chinois en vertu de l'embargo sur les puces. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une petite mauvaise nouvelle pour les entreprises chinoises de haute technologie, dont beaucoup se sentiront moins performantes lorsqu'elles utiliseront des appareils électroniques à puce domestiques au cours de cette période, cela donne à l'industrie nationale des puces une chance unique de se développer au cours de sa vie. Pour nous, nous pourrions avoir besoin d'une courte période de temps pour supporter les défauts de performance des puces auto - fabriquées. Toutefois, d'un point de vue général, il s'agit là d'une étape nécessaire pour réussir à réaliser des progrès positifs. Sous la pression de ce contexte de marché non objectif, le niveau technologique des puces en Chine sera couronné de succès.

Compte tenu de l'évolution de l'activité internationale et commerciale, la Chine a également adopté une série de politiques pour se débarrasser de la dépendance de l'industrie des semi - conducteurs à l'égard de l'étranger. Le 4 août de l & apos; année où j & apos; ai pris la parole, la Commission gouvernementale a publié & lt; & lt; what Political Policies involve in promoting high - Quality Development in the Integrated Circuit Industry and Software Industry in the New Era & gt; & gt;. Indique que les entreprises de circuits intégrés dont la largeur de ligne est inférieure à 28 nm et dont la période de gestion est supérieure à 15 ans seront exonérées de l'impôt sur le revenu des particuliers des entreprises pendant une période de 10 ans.

Cette année encore, Intel, le plus grand fabricant mondial de puces, se prépare à sous - traiter ses activités de puces à TSMC. Au - delà de la pensée commerciale, il y a des facteurs qui vont perdre l'efficacité du droit technique de Moller lui - même. En vertu de cette loi, l'amélioration de la technologie de production de puces ralentira, voire stagnera. Intel n'est donc pas pressé de poursuivre les dernières technologies de puces 7nm et 5NM.

1. Loi de Moore:

La loi a été proposée par Gordon Moller, l'un des fondateurs d'Intel. L'importance fondamentale à l'intérieur du noyau réside dans le fait que le nombre de transistors admissibles sur un circuit intégré par Unit é de taille de surface plane ou d'objet double environ tous les 24 mois, c'est - à - dire que la performance du processeur double tous les deux ans (une règle qui n'est que l'Expérience de l'industrie et non la physique naturelle). Cette loi s'applique également au développement de la capacité de stockage des pilotes d'ordinateur, qui est devenue la base de nombreuses entreprises industrielles pour spéculer à l'avance sur la performance.

2. La loi de Moore devient progressivement invalide:

Cependant, de nouvelles recherches montrent que la première génération de puces de procédé 3nm est similaire à la puce 5NM, avec une augmentation de 70% de la densité et une augmentation de 10% ~ 15% de la vitesse. Cependant, la performance finale de la puce n'a augmenté que de 25% ~ 30%. La surface améliorée n'est pas proportionnelle à l'amélioration de la densité et de la vitesse. Par conséquent, les puces modernes utilisant le dernier procédé 3nm peuvent rencontrer les limites de la loi de Moore physique.


1. Pénétration de la barrière

La cause de la défaillance est liée à la physique fondamentale et à la mécanique quantique. La mécanique classique considère que l'énergie nécessaire à un objet (tel qu'un électron) passant par une barrière potentielle est supérieure à l'énergie seuil + à la capacité de rayonnement. La mécanique quantique reconnaît que même si l'énergie des particules + chaîne est inférieure à l'énergie seuil + chaîne, les petits lots rebondissent et les petits lots peuvent encore franchir la barrière.

2. Probabilité de pénétration des obstacles

Nous savons tous que la mécanique quantique étudie les particules à petite échelle et que les circuits intégrés fins dans les semi - conducteurs sont conformes à cette loi. Nous utilisons T pour représenter le coefficient de probabilité de pénétration des électrons dans la barrière et a pour représenter la largeur de la barrière.

Comme on peut le voir ci - dessus, la probabilité de pénétration des électrons diminue rapidement avec l'augmentation de la largeur de la barrière A. la conclusion est que lorsque la barrière est très large, la différence énergie + brin est très grande, ou la masse des particules est grande, le coefficient de pénétration t ≈  Inversement, plus la barrière est étroite, plus il est facile de la franchir et de produire un effet de tunnel quantique.

Regardez maintenant la puce très intégrée. L'écart entre les circuits du transistor devient de plus en plus étroit, c'est - à - dire que la barrière devient de plus en plus étroite. La probabilité d'un tunnel quantique augmente considérablement à une certaine distance. De cette façon, la pensée et le fonctionnement normaux de la puce deviendront désordonnés et il est impossible d'améliorer les performances.

Que nous apportera la fin de la loi de Moller?

Si l’on regarde en arrière les 20 dernières années, la performance moyenne d’un ordinateur ou d’un smartphone a doublé en deux ans et on peut rapidement abandonner l’ancien et en accepter un nouveau. Au fur et à mesure que l'application continue d'être promue, nous l'avons également modifiée plus d'une fois en tant que produit de consommation rapide. Ceux - ci sont déterminés par des circuits intégrés et des procédés à puce plus petits, plus précis et plus rapides. Si l'amélioration de la technologie des semi - conducteurs de base stagne, nos produits électroniques actuels deviendront des biens de consommation qui ne seront pas facilement usés. La puce tentera d'équilibrer la stabilité et le coût. Enfin, ils deviendront des produits de consommation moins abrasifs comme les réfrigérateurs, les climatiseurs et les téléviseurs. Si nous continuons, les marges bénéficiaires des fabricants baisseront également.

En résumé, la technologie des puces pourrait stagner à l'avenir si les principaux fabricants ne parviennent plus à développer des puces plus précises (plus performantes) et plus abordables après 3nm. Toutefois, deux aspects doivent être examinés. Si vous n'avancez pas, vous reculerez. La stagnation de l'ensemble de l'industrie des semi - conducteurs pourrait également offrir des possibilités de développement à l'industrie chinoise des semi - conducteurs. Toutefois, nous devons reconnaître que l'accumulation de la technologie n'est pas réalisée du jour au lendemain. Bien que la physique de base ait rencontré des goulets d'étranglement, l'expérience d'Inter en matière de pré - réglage des puces au cours des dernières décennies n'a pas pu être facilement surmontée. Les détails subtils de la présupposition et de l'optimisation de la valeur sont à l'étude depuis plusieurs années.

4. Superordinateur

C'est un superordinateur, appelé supercalculateur. Selon la loi de Moore, ses performances s'améliorent constamment et ne semblent pas affectées. Nos supercalculateurs Magic Taihu Light ont des opérations flottantes (points d'exécution) dans des conditions idéales, et même certaines personnes sont arrogantes et dominantes dans le monde, mais est - ce vraiment le cas?

Premièrement, nous devons clarifier un concept. Le superordinateur se concentre sur le travail avec plusieurs processeurs, c'est - à - dire la collecte des performances. Il ne se concentre pas particulièrement sur l'expérience d'un seul processeur. Bien sûr, la performance d'un seul processeur est également importante du point de vue du rapport de puissance. Notre puissance magique, Taihu Light, est d'empiler plus de puces sur la base d'un seul processus de puce deux générations derrière Intel. Le succès de la mise en oeuvre d'un aspect de l'informatique dépend d'une architecture de liaison supérieure à l'expérience.

En général, tout comme vous ajoutez une carte graphique autonome lors d'un jeu, vous pouvez également ajouter rtx3090 si vous avez de l'argent. Vous n'avez qu'à essayer l'architecture par défaut qui permet à de nombreuses cartes graphiques d'effectuer des opérations parallèles pour une plus grande puissance de calcul, et vous pouvez toujours ajouter de l'argent (il y a de l'expérience dans l'ajout 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?

Comme nous le savons tous, le supercalcul est conçu pour améliorer les performances. Cependant, si vous ajoutez 1000 puces, le pic réel calculé n'est que de 100 puces, ce qui est trop cher. Il est donc généralement admis au niveau international 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 exécuter.

(Note: le pic calculé est obtenu par le programme linpack, une norme internationalement reconnue. Il s'agit d'un programme parallèle open source pour les équations de premier ordre à très grande échelle.)

Ce qui est inséré ici, c'est que parce que le supercalculateur chinois pense généralement qu'il est approprié d'utiliser un type standard hétérogène de liaison de bus PCI - e entre GPU et CPU, l'algorithme est complexe, l'optimisation des besoins, le coût de développement du logiciel est élevé, la généralité de l'application est faible et la vitesse d'avancement n'est pas élevée.

2. Taux de super calcul

Ici, le taux se réfère au taux de traitement parallèle. Avant de parler de vitesse, examinons un concept. Le programme parallèle est unique en ce sens qu'il divise un grand problème en plusieurs petits problèmes qui sont calculés par plusieurs processeurs. En même temps, il vote sur la nécessité d'échanger des valeurs entre plusieurs processeurs, c'est - à - dire la communication. En général, les processus en série ignorent principalement le temps de communication en mémoire (nécessitant une optimisation sous des exigences de performance exigeantes telles que de grandes bibliothèques numériques). Pour les supercalculateurs de processus parallèles, en fait, plusieurs ordinateurs indépendants sont connectés ensemble sur un réseau, une sorte de communication inter - noeuds. La performance du réseau affecte directement le temps de communication et le taux final. Les supercalculateurs ordinaires jugeront approprié d'utiliser un réseau privé d'au moins 10 gigabits de bande passante.

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

Exécution du processus parallèle = exécution du processeur + temps de communication

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

Comme le montre la formule ci - dessus, il est probable que le temps de communication augmentera lorsque nous jugerons approprié d'utiliser la parallélisation (y compris l'hétérogénéité) pour réduire le temps d'exécution du processus. Lorsque les performances d'un seul processus sont fixées en permanence, il est essentiel d'optimiser la réduction du réseau. L'indice des taux d'intérêt mesure directement si cela en vaut la peine. Après tout, vous avez gagné un char de 100 chevaux, ce qui n'est pas une question de complaisance.

Une chose que nous devons reconnaître est qu'il n'y a pas eu d'innovation radicale dans les sciences physiques fondamentales depuis la Seconde Guerre mondiale. En ce qui concerne l'industrie dans les domaines de l'énergie, des matériaux, etc., peu de progrès ont été réalisés par rapport aux années 1950 et 1960 après la Seconde Guerre mondiale. Il est plus important d'hériter de la mécanique quantique et d'autres théories fondamentales dans la science appliquée. Les semi - conducteurs apparaissent également dans la théorie des bandes d'énergie de la mécanique quantique. Ses applications ont créé l'industrie de la TI en pleine croissance d'aujourd'hui.


Industrie informatique:

Industrie informatique:

À l'heure actuelle, l'industrie de la TI, qui peut encore se développer rapidement, est fondée sur l'expérience de l'informatique à puce. On ne peut s'empêcher de se demander si les progrès de l'industrie de la TI rencontreront des goulets d'étranglement à mesure que les transistors évolueront et approcheront des limites physiques et que la loi de Moore disparaîtra. Cela nous pose un problème. L'amélioration de la main - d'oeuvre stagnera après la disparition de l'élan du progrès économique. Lorsque la population et les désirs augmentent dans une certaine mesure, si l'économie ne s'améliore pas, de grandes contradictions sociales se produiront. 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 main - d'oeuvre pourra sortir les gens de la fosse malthusienne.

Dans la situation actuelle de la commercialisation de 7nm, les puces 5NM et 3nm sont proches de la limite, la loi de Moore perdra son efficacité. Peut - être qu'une autre application de la mécanique quantique implique d'autres théories, comme l'enchevêtrement quantique, c'est - à - dire la communication quantique et l'ordinateur quantique.

Calcul quantique:

L'informatique quantique est sans aucun doute une autre révolution dans le domaine de l'informatique. Nous représentons la plus petite Unit é d'information, le compteur de transfert de bits. Nous utilisons des transistors pour obtenir avec succès si le circuit est allumé et représenté par 0 ou 1. L'ordinateur quantique représente toujours la rotation de spin du Proton. En même temps, en raison de l'état de superposition quantique, les protons peuvent exister simultanément dans de nombreuses conditions, c'est - à - dire stocker diverses variables, continuer à avancer et réaliser avec succès des opérations parallèles (simultanées) polyvalentes. Avec l'expérience de calcul, il sera naturellement augmenté exponentiellement et la vitesse de calcul sera augmentée des centaines de fois.

Par exemple, l'interaction entre un système constitué d'entités quantiques cohérentes et son fond environnant entraînera la disparition rapide des propriétés quantiques. Ce processus, appelé Décohérence, ne peut durer que quelques dixièmes de seconde. Avec l'augmentation du nombre de bits quantiques, la possibilité de contact avec l'arrière - plan environnant augmente, la façon de prolonger le temps de corrélation devient la clé. De plus, le calcul quantique rencontre l'influence des calories et de l'agitation aléatoire, souvent appelée bruit, ce qui entraîne des résultats finaux incorrects, etc.; Son contexte opérationnel est également extrêmement exigeant et sa demande est presque nulle.

Avis:

L'industrie de la fabrication de puces semi - conductrices est une industrie qui met l'accent sur l'accumulation de la science et de la technologie de base et qui a besoin d'une intégration appropriée de l'ensemble de la chaîne industrielle dans de nombreux domaines. Il n'y a pas de raccourci dans le développement des puces. On doit sortir pas à pas. Dans le contexte de la guerre actuelle des activités commerciales, nous sommes conscients de la gravité des technologies clés contrôlées par d'autres et nous sommes convaincus que nous nous attendrons à des investissements supplémentaires et, en fin de compte, à de bons progrès dans le domaine des semi - conducteurs.

Afin de se débarrasser davantage de la concurrence au niveau national, il convient de reconnaître que les percées technologiques dans le domaine des puces à semi - conducteurs peuvent non seulement apporter des avantages à un pays, mais aussi apporter de bonnes nouvelles au progrès global et au progrès national. Une fois cette technologie réalisée avec succès, il ne sera pas utile de briser le piège de Malthus. 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 les sciences fondamentales et, en fin de compte, de réaliser avec succès le Progrès et l'amélioration de la forme sociale universelle des gens.


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