¿Cuánto sabes sobre la tecnología de fabricación de chips? ¡Este artículo le guiará a través del proceso de fabricación de chips!
Proceso se refiere a un proceso específico de fabricación de semiconductores y sus reglas de diseño. Diferentes procesos significan diferentes características del circuito. En términos generales, nodos de proceso más pequeños significan transistores más pequeños, velocidades más rápidas y mejor rendimiento energético.
En la estructura del transistor, la corriente fluye desde la fuente al drenaje, y la compuerta es equivalente a la compuerta que controla que la fuente y el drenaje estén encendidos y apagados.
Nano en el proceso de fabricación se refiere a la longitud de la puerta de un solo transistor, llamada longitud de la puerta, que generalmente se considera la longitud del canal conductor del transistor.
La tecnología avanzada consiste en hacer que la puerta sea lo más pequeña posible. La longitud de la puerta es la clave para determinar el tamaño del dispositivo. Es un símbolo de la integración de semiconductores y un símbolo de distinción de diferentes procesos de fabricación de semiconductores.
Puedes ver el proceso de reducción de la longitud de la puerta en la figura: antes de 1990, la reducción de la longitud de la puerta era casi completamente lineal; después de 1990, la longitud de la puerta disminuyó más rápido y ya no era completamente lineal.
2. Proceso de desarrollo
En 1971, Intel lanzó la primera CPU intel4004 del mundo, utilizando un proceso de 10000 nm e integrando 2250 transistores.
Para 2020, la primera aplicación exitosa del proceso de 5 nm en el mundo será el A14 de Apple, que integra 11.800 millones de transistores.
Con el desarrollo y la evolución de los nodos de proceso de 5 nm a 3 nm, la dificultad de fabricación de chips se está acercando gradualmente al límite físico.
3. Reglas de nomenclatura
La iteración del proceso sigue la ley de Moore: cada generación de proceso duplica el número de transistores en el chip y la denominación de cada nodo de proceso posterior es aproximadamente igual que el de la generación anterior 07 veces. Es decir, el nodo de proceso actual se multiplica por 0,7 para obtener el nodo de proceso de próxima generación.
Con el desarrollo de los procesos de fabricación, los modelos técnicos de transistores han cambiado de transistores planos (PlanarFET) a transistores delgados (FinFET) y al transistor de puerta completamente cerrada más avanzado (GAAFET).
Cuando el proceso es inferior a 22 nm, la frase "proceso = longitud de puerta" pierde su significado. No existe un estándar unificado para los procesos reivindicados por los distintos fabricantes de semiconductores. La nanotecnología es sólo un nombre comercial y un eslogan de marketing que representa una determinada escala y tecnología.
Por ejemplo: la densidad de transistores de cada fabricante.
Intel: ¿El nodo de 10 nm ha alcanzado los 1,06 millones/mm?
Samsung: ¿nodo de 7 nm, 95 millones/mm?
TSMC: Nodo de 7 nm, ¿que son 97 millones/mm?
Se puede ver que Intel 10nm está al mismo nivel que el proceso de 7 nm de Samsung y TSMC. Pero debido a los diferentes nombres, el proceso de 7 nm es más llamativo.
4. La situación actual de la tecnología avanzada
Cuando la tecnología de proceso alcanza los 5 nm, la competencia entre los fabricantes globales de chips se vuelve cada vez más feroz, y cuanto más fuertes se vuelven, más fuertes se vuelven. convertirse en.
Actualmente, sólo MediaTek, Apple, Qualcomm, Samsung y Huawei han lanzado fabricantes de diseños de chips que utilizan procesos de 4 nm y 5 nm. Entre las empresas fabricantes, las dos más avanzadas, TSMC y Samsung, pueden producir chips por debajo de los 5 nanómetros. En comparación, TSMC tiene mayor producción y capacidad.
5. Situación actual de Huawei
La serie Kirin 9000 es el primer chip SoC integrado 5G del mundo lanzado por Huawei utilizando el proceso de 5 nm. Completamente online en términos de rendimiento y funcionalidad, no hay duda de su fortaleza. Junto con la tecnología 5G de Huawei en el chip, hasta cierto punto, Huawei ha superado gradualmente a la empresa de diseño de chips más fuerte del mundo e incluso ha liderado en 5G. Este es también el más tabú en los Estados Unidos.
Es por eso que Estados Unidos decidió comenzar con la fabricación de chips para suprimir a Huawei. Desafortunadamente, Huawei puede diseñar chips de forma independiente, pero la fabricación de chips de alta gama debe dejarse en manos de TSMC. Para evitar convertirse en el próximo objetivo de sanciones, TSMC naturalmente suspendió la cooperación con Huawei.
Sin una fundición, los chips más avanzados diseñados por Huawei solo pueden ser un montón de diagramas de circuitos en una computadora que nunca llegarán al eslabón de producción, al mercado y servirán a los consumidores.
Espero sinceramente que los chips nacionales se vuelvan independientes lo antes posible y ya no estén controlados por otros. Huawei regresará lo antes posible.