• 第三代半導體碳化硅的國產(chǎn)化

    碳化硅(SiC)，與氮化鎵(GaN)、金剛石、氧化鋅(ZnO)等一起，屬于第三代半導體。碳化硅等第三代半導體具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子飽和漂移速度高、介電常數(shù)小等獨特的性能。 因此第三代半導體材料制造的電力或電子元件，體積更小、傳輸速度更快、可靠性更高，耗能更低，最高可以降低50%以上的能量損失，積減小75%左右。特別重要的是，第三代半導體可以在更高的溫度、電壓和頻率下工作。 因此，碳化硅等第三代半導體，在半導體照明光電器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測器件、太陽能電池和生物傳感器等其他器件等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。在軍用方面，SiC主要用于大功率高頻功率器件。 碳化硅半導體的生產(chǎn)步驟包括單晶生長、外延層生長以及器件/芯片制造，分別對應襯底、外延和器件/芯片。后文會圍繞這三個方面，對碳化硅產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化發(fā)展進行討論。 對應碳化硅的襯底的2種類型，即導電型碳化硅襯底和半絕緣型碳化硅襯底。在導電型碳化硅襯底上，生長碳化硅外延層，可以制得碳化硅外延片，進一步制成功率器件，主要應用于新能源汽車等領(lǐng)域;在半絕緣型碳化硅襯底上，生長氮化鎵外延層制得碳化硅基氮化鎵外延片，可進一步制成微波射頻器件，應用于5G通訊等領(lǐng)域。 一、碳化硅襯底 碳化硅襯底生產(chǎn)的國外核心企業(yè)，主要是美國CREE，美國 II-VI，和日本昭和電工，三者合計占據(jù)75%以上的市場。技術(shù)上，正在從 4 英寸襯底向 6 英寸過渡，8 英寸硅基襯底在研。 國內(nèi)的生產(chǎn)商主要是天科合達、山東天岳、河北同光晶體、世紀金光、中電集團2所等。國內(nèi)碳化硅襯底以3-4英寸為主，天科合達的4英寸襯底已達到世界先進水平。2019 國內(nèi)主要企業(yè)導電型SiC襯底折合4英寸產(chǎn)能約為50萬片/年，半絕緣SiC襯底折合4英寸產(chǎn)能約為寸產(chǎn)能約為20萬片/年。其中，中電科2所于2018年在國內(nèi)率先完成4英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底材料的工程化，到2020年，其山西碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地已經(jīng)實現(xiàn)SiC的4英寸晶片的大批量產(chǎn)。 國內(nèi)6英寸襯底研發(fā)也已經(jīng)陸續(xù)獲得突破，進入初步工程化準備和小批量產(chǎn)的階段： 2017年，山東天岳自主開發(fā)了全新的高純半絕緣襯底材料，其4H導電型碳化硅襯底材料產(chǎn)品已經(jīng)達到6英寸，還自主開發(fā)了6英寸N型(導電型)碳化硅襯底材料。 2018年，中電科2所也完成了6英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底的研發(fā)。 同樣在2018年，天科合達研制出6英寸碳化硅晶圓。此外，河北同光也在近年研發(fā)成功了6英寸碳化硅襯底。 2018年12月19日，三安集成宣布已完成了商業(yè)版本的6英寸碳化硅晶圓制造技術(shù)的全部工藝鑒定試驗。并將其加入到代工服務(wù)組合中。 2020年07月19，三安光電在長沙的第三代半導體項目開工，主要用于研發(fā)、生產(chǎn)及銷售6英寸SIC導電襯底、4吋半絕緣襯底、SIC二極管外延、SiC MOSFET外延、SIC二極管外延芯片、SiC MOSFET芯片、碳化硅器件封裝二極管、碳化硅器件封裝MOSFET。 2017年7月，中科節(jié)能與青島萊西市、國宏中晶簽訂合作協(xié)議，投資建設(shè)碳化硅長晶生產(chǎn)線項目。該項目總投資10億元，項目分兩期建設(shè)，一期投資約5億元，預計2019年6月建成投產(chǎn)，建成后可年產(chǎn)5萬片4英寸N型(導電型)碳化硅晶體襯底片和5千片4英寸高純度半絕緣型碳化硅晶體襯底片;二期投資約5億元，建成后可年產(chǎn)5萬片6英寸N型(導電型)碳化硅晶體襯底片和5千片4英寸高純度半絕緣型碳化硅晶體襯底片。 從上述消息看，國內(nèi)6英寸的半絕緣型和導電型襯底都已經(jīng)有了技術(shù)基礎(chǔ)，至少四家在未來幾年可以啟動工程化和大規(guī)模批產(chǎn)了，如果速度夠快，將基本追平發(fā)達國家的商業(yè)化速度。 最讓人關(guān)注的，是2020年10月6日發(fā)布的消息，山西爍科的碳化硅8英寸襯底片研發(fā)成功，即將進入工程化。今后，我國將形成4英寸為主體，6英寸為骨干，8英寸為后繼的碳化硅襯底發(fā)展局面，將基本追平發(fā)達國家的技術(shù)研發(fā)速度。值得注意的是，山西爍科的第一大持股人是中電科半導體，持股63.75%，第四大持股人是中電科5所，持股9.54%。因此屬于國家隊的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化機構(gòu)。 二、碳化硅外延片 碳化硅外延片生產(chǎn)的國外核心企業(yè)，主要以美國的Cree、 DowCorning、II-VI、日本的羅姆、三菱電機，德國的Infineon 等為主。其中，美國公司就占據(jù)全球70-80%的份額。技術(shù)上也在向6英寸為主的方向過渡。 國內(nèi)碳化硅外延片的生產(chǎn)商，主要瀚天天成、東莞天域、國民技術(shù)子公司國民天成、世紀金光，以及國字號的中電科13所和55所。目前國內(nèi)外延片也是以提供4英寸的產(chǎn)品為主，并開始提供6英寸外延片。2019 SiC外延片折算6英寸產(chǎn)能約為20萬片/年。 這其中，最重要的是瀚天天成公司。該公司已經(jīng)形成3英寸、4英寸以及6英寸的完整碳化硅半導體外延晶片生產(chǎn)線，并滿足600V、1200V、1700V器件制作的需求。2014年5月29日，瀚天天成首批產(chǎn)業(yè)化的6英寸碳化硅外延晶片在廈門火炬高新區(qū)投產(chǎn)，并交付第一筆商業(yè)訂單產(chǎn)品，成為國內(nèi)首家提供的商業(yè)化6英寸碳化硅外延晶片。 東莞天域公司則在2012年就實現(xiàn)了年產(chǎn)超2萬片3英寸、4英寸碳化硅外延晶片的產(chǎn)業(yè)化能力，目前也可提供6英寸碳化硅外延晶片。 國民技術(shù)在2017年8月15日發(fā)布公告，投資監(jiān)理成都國民天成化合物半導體有限公司，建設(shè)和運營6英寸第二代和第三代半導體集成電路外延片項目，項目首期投資4.5億元。 三、碳化硅器件 碳化硅器件生產(chǎn)的國外核心企業(yè)，是市占率18.5%的美國英飛凌Infineon，和以安森美領(lǐng)銜的第二梯隊，包含意法半導體、三菱電機、東芝、威世半導體、富士電機、瑞薩科技、羅姆、賽米控等美日歐大型半導體IDM企業(yè)。國際上600-1700V SiC SBD、MOSFET 已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，主流產(chǎn)品耐壓水平在1200V以下。 隨后是臺系和陸系企業(yè)如，陸系如IDM企業(yè)楊杰電子、、蘇州能訊高能半導體、株洲中車時代、中電科55所、中電科13所、泰科天潤、世紀金光;Fabless有上海瞻芯、瑞能半導體，F(xiàn)oundry有三安光電;模組方面，的嘉興斯達、河南森源、常州武進科華、中車時代電氣，等等。 在器件的產(chǎn)線技術(shù)水平上，中車時代、世紀金光、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、中電55所的6英寸SiC功率器件線已經(jīng)啟動，國內(nèi)已有四條6英寸SiC中試線相繼投入使用。其中，中車時代6寸SiC SBD、PiN、MOSFET等器件的研發(fā)與制造，都做得有聲有色。 2016年12月，芯光潤澤第三代半導體碳化硅功率模塊產(chǎn)業(yè)化項目正式開工建設(shè)。2018年9月，芯光潤澤的國內(nèi)首條碳化硅 IPM器件產(chǎn)線廈門正式投產(chǎn) 深圳基本依靠獨有的3D SiCTM技術(shù)，基本半導體碳化硅功率器件性能達到國際先進水平，可廣泛應用于新能源發(fā)電、新能源汽車、軌道交通和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。 揚杰科技的器件產(chǎn)品包括功率二極管、整流橋、肖特基二極管和MOSFET。其4英寸線已經(jīng)擴產(chǎn)一倍，6英寸線產(chǎn)線2018年底滿產(chǎn)。同時公司戰(zhàn)略布局8寸線IGBT芯片和IPM模塊業(yè)務(wù)等高利潤產(chǎn)品，多產(chǎn)品線協(xié)同發(fā)展助力公司提升在功率器件市場份額。 2018年5月，上海瞻芯制造的第一片國產(chǎn)6英寸碳化硅MOSFET器件晶圓面世。晶圓級測試結(jié)果表明，各項電學參數(shù)達到預期。(注：日前他們正式發(fā)布了) 在碳化硅器件的技術(shù)水平上，國內(nèi)企業(yè)相對集中于基礎(chǔ)二極管及中低壓器件等低端領(lǐng)域，在對器件性能、可靠性要求較高的高端產(chǎn)品市場滲透率相對較低。 高壓器件方面的國產(chǎn)化，最近也開始出現(xiàn)一些好消息。 比如：泰科天潤的碳化硅肖特基二極管、碳化硅MOSFET和碳化硅模塊等，其中600V/5A-50A、1200V/5A-50A和1700V/10A等系列的碳化硅肖特基二極管產(chǎn)品已投入批量生產(chǎn)。此外，泰科天潤已建成國內(nèi)第一條碳化硅器件生產(chǎn)線，SBD產(chǎn)品覆蓋600V-3300V的電壓范圍。也是高壓產(chǎn)品的可喜突破。 另外，2020年華潤微也向市場發(fā)布了其第一代SiC工業(yè)級肖特基二極管(1200V、650V)系列產(chǎn)品，算是我國在高壓器件國產(chǎn)化方面的一個示例。 最后補充一點。上面是三個方面分別介紹的。實際上，國內(nèi)能從襯底-外延片和器件三個方面做全流程布局的企業(yè)，以三安光電和世紀金光這兩家為代表。當然，如果將國字號的所有院所企業(yè)合起來，也可以算是第三家全流程布局的企業(yè)。 四、碳化硅生產(chǎn)設(shè)備 與二代半導體類似，我國碳化硅生產(chǎn)設(shè)備也大量來自進口美歐日的產(chǎn)品。比如，外延片生產(chǎn)國內(nèi)第一的瀚天天成公司，碳化硅外延晶片生長爐和各種進口高端檢測設(shè)備都是引進德國Aixtron公司的，外延生長技術(shù)已達到國際先進水平的東莞天域公司，其核心的四臺SiC-CVD及配套檢測設(shè)備也都是進口產(chǎn)品。 碳化硅的設(shè)備國產(chǎn)化在這兩年也有一些進展。 比如用于襯底生產(chǎn)的單晶生長設(shè)備——硅長晶爐：2019年11月26日，露笑科技與中科鋼研、國宏中宇簽署合作協(xié)議，依托中科鋼研及國宏中宇在碳化硅晶體材料生長工藝技術(shù)方面已經(jīng)取得的與持續(xù)產(chǎn)出的研發(fā)成果，結(jié)合露笑科技的真空晶體生長設(shè)備設(shè)計技術(shù)及豐富的裝備制造技術(shù)與經(jīng)驗，共同研發(fā)適用于中科鋼研工藝技術(shù)要求的4英寸、6英寸、8英寸乃至更大尺寸級別的碳化硅長晶設(shè)備，目前首批2臺套升華法碳化硅長晶爐已經(jīng)完成設(shè)備性能驗收交付使用。 2020年2月28日，中國電科(山西)碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地在山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)正式投產(chǎn)，第一批設(shè)備正式啟動。據(jù)報道，基地一期項目可容納600臺碳化硅單晶生長爐，項目建成后將具備年產(chǎn)10萬片4-6英寸N型(導電型)碳化硅單晶晶片、5萬片4-6英寸高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的生產(chǎn)能力。 再如碳化硅外延片生產(chǎn)設(shè)備——硅外延爐： 晶盛機電研發(fā)的6英寸碳化硅外延設(shè)備，兼容4寸和6寸碳化硅外延生長。在客戶處4寸工藝驗證通過，正在進行6寸工藝驗證。該設(shè)備為單片式設(shè)備，沉積速度達到50um/min，厚度均勻性<1%，濃度均勻性<1.5%，應用于新能源汽車、電力電子、微波射頻等領(lǐng)域。公司開發(fā)的碳化硅外延設(shè)備。更好的消息失，其研發(fā)的8英寸硅外延爐已通過部分客戶產(chǎn)品性能測試，技術(shù)驗證通過，具有外延層厚度均勻性和電阻率均勻性高的特點，各項技術(shù)指標達到進口設(shè)備同等水平，具備批量生產(chǎn)基礎(chǔ)。 五、小結(jié)和展望 碳化硅領(lǐng)域，特別是碳化硅的高端(高壓高功率場景)器件領(lǐng)域，基本上仍掌握在西方國家手里，SiC產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)美、日、歐三足鼎立的競爭格局，前五大廠商份額約90%。CREE、英飛凌和羅姆，呈現(xiàn)出寡頭壟斷式的市占率。 我國在碳化硅領(lǐng)域，過去一直呈現(xiàn)較大的救贖代差，落后國際水平5-8年左右。但是，從2018年之后的3年里，呈現(xiàn)出加速追趕的態(tài)勢。 襯底方面，4家廠商研發(fā)成功6英寸產(chǎn)品并啟動了工業(yè)化生產(chǎn)，8英寸襯底初步研發(fā)成功。與國外的差距縮小到半代，大概3-4年左右。 外延片方面，進展稍慢。6英寸產(chǎn)品出現(xiàn)在市場上，但8英寸產(chǎn)品的研發(fā)成功尚未見到公開報道。本土外延片的第一廠商瀚天天成公司，是與美國合資的，自主可控能力依然有一定的不確定性。 器件方面，特別是高壓高頻高功率器件方面，我們的差距仍然較大。1700伏以上的本土產(chǎn)品鳳毛麟角，依然有很多路要趕。 設(shè)備方面：碳化硅生產(chǎn)的高端設(shè)備，基本掌握在歐美手中。國內(nèi)核心設(shè)備正在加緊國產(chǎn)化。但檢測設(shè)備與國內(nèi)其他行業(yè)的同類產(chǎn)品一樣，是非常大的短板。 第三代半導體的國產(chǎn)化比第二代半導體要稍微樂觀一些： 首先，碳化硅和第三代半導體，從總體上來說，在技術(shù)上和市場上并未完全成熟。 從技術(shù)上說，大量工藝問題和材料問題仍然亟待業(yè)內(nèi)解決。碳化硅晶片存在微管缺陷密度。外延片的生長速率較低，工藝效率低相比二代硅材料很低。摻雜工藝有特殊要求，工藝參數(shù)都還需要優(yōu)化。碳化硅本身耐高溫，但配套材料比如電極材料、焊料、外殼、絕緣材料的耐溫程度還需要提高。 從商業(yè)化成本上來說，上游晶圓制造方面，厚度只有0.5毫米的碳化硅三代半導體6英寸晶圓，市場售價2000美元。而12吋的二代硅晶圓的平均單價在110美元。而下游器件市場上，碳化硅器件的市場價格，約為硅材料制造的5到6倍。業(yè)內(nèi)普遍認為，碳化硅器件的價格只有不高于硅器件的2倍，才有可能具有真正的市場競爭優(yōu)勢。 因此，碳化硅和第三代半導體，在整個行業(yè)范圍內(nèi)仍然是在探索過程中發(fā)展，遠未達到能夠大規(guī)模替代第二代半導體的成熟產(chǎn)業(yè)地步，潛在市場的荒原依然巨大。 其次，我國是碳化硅最大的應用市場。 LED照明、高壓電力傳輸、家電領(lǐng)域、5G通信、新能源汽車，這些碳化硅和其他三代半導體的核心應用場景，都以我國作為最大主場。 全球生產(chǎn)的碳化硅器件，50%左右就在我國消耗。有市場，有應用場景，就有技術(shù)創(chuàng)新的最大原動力和資本市場的投資機會。有最大工業(yè)制造業(yè)的規(guī)模，有國家產(chǎn)業(yè)政策的適度引導，碳化硅的產(chǎn)業(yè)發(fā)展就有成功的基礎(chǔ)和追趕的希望。

    半導體 第三代半導體 碳化硅 國產(chǎn)化

  • 四種晶圓級封裝技術(shù)

    幾十年來，封裝半導體集成電路的規(guī)范方式是單個單元從晶片中切割后再進行封裝的工藝。然而，這種方法不被主要半導體制造商認可，主要是因為高制造成本以及今天的模塊的射頻成分在增加。 因此，晶圓級封裝(WLP)的出現(xiàn)帶來了低成本封裝開發(fā)的范式轉(zhuǎn)變。WLP是一種在切割晶圓封裝器件之前的晶圓級封裝技術(shù)。使用標準工具和工藝，WLP作為晶圓制造過程的擴展。最終，制造的WLPdie將在芯片表面上有金屬化墊，并在切割晶圓之前在每個墊上沉積焊錫點。 這反過來又使WLP與傳統(tǒng)的PCB組裝工藝兼容，并允許對晶圓本身進行器件測試。因此，這是一個相對較低的成本和效率的工藝，特別是當晶圓尺寸增加而芯片die在收縮時。 晶圓的尺寸在過去幾十年中一直在增加，從直徑4、6、8英寸增加到12英寸。這導致每個晶圓die的數(shù)量增加，從而降低了制造成本。 在電氣性能方面，WLP優(yōu)于其他封裝技術(shù)，從某種意義上說，一旦WLP器件集成在密集的RF模塊中，它就會導致EM寄生耦合顯著減少，因為器件和PCB之間的互連相對較短，而不像在某些類型的CSP技術(shù)中使用線鍵合互連。 WLP芯片倒裝(flip-chip)技術(shù) 倒裝(flip-chip)芯片技術(shù)也被稱為控制塌陷芯片連接(C4，controlledcollapsechipconnection)，是IBM在20世紀60年代開發(fā)的芯片組裝技術(shù)之一。 雖然基于導線鍵合的封裝技術(shù)在硬件建成后為實驗室調(diào)試提供了自由的電感能力方面更加靈活，而且還提供良好的熱導特性，但使用倒裝芯片封裝技術(shù)使用焊錫凸起使基板和芯片之間的電氣連接提供了相對尺寸減小、減少延遲以及在其輸入和輸出引腳方面實現(xiàn)更好地隔離。 圖1說明了芯片die在基板上的基本結(jié)構(gòu)，在芯片表面生長的Cu柱頂部有焊錫球。焊點通常由填充?；衔锓庋b，為焊點提供機械支撐。 圖1、倒裝(flip-chip)芯片的基本結(jié)構(gòu)示例 WLP芯片級封裝 芯片級封裝CSP(chipscalepackaging)是微電子和半導體工業(yè)中最常用的封裝方法之一。 雖然有幾種類型的CSP技術(shù)已經(jīng)可供微芯片制造商使用，但新的類型繼續(xù)出現(xiàn)，以滿足對支持新功能和新的特定應用的產(chǎn)品的需求。這些包裝要求可能因所需的可靠性水平、成本、附加功能和整體尺寸而不同。 顧名思義，CSP的封裝尺寸與芯片die尺寸大致相同，這是其主要優(yōu)點之一。通過采用WLP制造工藝，CSP正在不斷發(fā)展，以實現(xiàn)最小可能的封裝-die之間的尺寸比。 如圖2所示，CSP在封裝下的球柵陣列(BGA)風格允許有幾個互連，同時簡化PCB路由，提高PCB組裝產(chǎn)量，降低制造成本。 圖2、芯片級封裝CSP(chipscalepackaging)的基本結(jié)構(gòu)示例 其它的封裝技術(shù) 還有幾種其它的集成電路封裝形式，允許無縫集成到應用定制的模塊封裝中。 四平封裝(QFP，Quadflatpackage)是最早的表面貼裝IC封裝技術(shù)之一，其中封裝的結(jié)構(gòu)是由四個側(cè)面組成的，具有擴展的互連引線，如圖3(a)所示。 凸起的引線連接到封裝框架上，在引線和芯片die金屬之間形成一個金屬-絕緣體-金屬(MIM，metal-insulator-metal)型的電容，可以作為匹配元件。 該技術(shù)適用于毫米大小的IC，其中封裝的外圍引腳數(shù)量可以達到100多個引腳。這種類型的封裝還存在幾種衍生物，它們?nèi)Q于所使用的材料，如陶瓷四扁封裝(CQFP，ceramicquadflatpack)、薄四扁封裝(TQFP，thinquadflatpack)、塑料四扁封裝(PQFP，plasticquadflatpack)以及金屬四扁封裝(MQFP，metalquadflatpack)。 圖3(b)所示的四平無引線(QFN，Quadflatnolead)是由平面銅引線框架和用作散熱器的熱傳播墊的塑料封裝形成的幾種表面安裝封裝技術(shù)之一。鍵合線(Wirebonding)也可以用于互連，而且由于鍵合線不僅是導體，而且是電感，它們通常會影響在這項封裝技術(shù)下器件的性能，除非它被視為整個設(shè)計的一部分。 雖然QFN是由四個側(cè)面組成的互連，但雙平面無引線(DFN)也已經(jīng)出現(xiàn)，并組成互連平面引線的兩側(cè)。 圖3、集成電路封裝技術(shù)：(a)四平封裝和(b)四平無引腳封裝 然而，我們剛才討論的所有封裝技術(shù)都不適用于當代微電子SoP和SiP。 它們的使用在20世紀90年代超大規(guī)模集成電路革命期間蓬勃發(fā)展，隨著更緊湊和更密集的晶圓級封裝技術(shù)的出現(xiàn)而逐漸被淘汰。在過去幾十年中，芯片和模塊封裝技術(shù)的發(fā)展主要是由引腳計數(shù)需求的增加所驅(qū)動的，并見證了功能、組件密度和集成水平的巨大提高。 圖4顯示了自1970年以來集成電路封裝的演變，其中雙內(nèi)聯(lián)封裝(DIP，dualinlinepackages)開始在電子IC行業(yè)發(fā)揮作用，然后出現(xiàn)了更多引腳的IC，如QFP，甚至更高的引腳計數(shù)技術(shù)，如引腳網(wǎng)格陣列(PGA，pingridarray)以及倒裝芯片球網(wǎng)格陣列(FCBGA，flip-chipballgridarray)等。

    半導體 晶圓 半導體封裝 芯片倒裝

  • 無錫“芯”項目將成為構(gòu)造集成電路“芯”版圖的新亮點

    10月17日，在無錫惠山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)舉行了第三代新型半導體產(chǎn)業(yè)推介大會。在推介大會上，有6個“芯”項目集中簽約，總投資達138.5億元;其中，固立得UV芯片項目總投資達100億元，摩爾精英“兩芯三云”創(chuàng)新服務(wù)平臺項目總投資15億元，半導體先進封裝等項目總投資10億元。 而這些新投資建設(shè)項目，將成為無錫構(gòu)造集成電路“芯”版圖的新亮點。集成電路是無錫的一張產(chǎn)業(yè)名片。早在上世紀80年代，無錫就被確定為國家微電子工業(yè)南方基地，全國第一塊超大規(guī)模集成電路誕生在無錫。 目前，集聚了華虹半導體、華潤微電子、SK海力士半導體、長電科技、宜興中環(huán)等在內(nèi)的200多家企業(yè)，涵蓋集成電路設(shè)計、制造、封裝測試、裝備與材料等各領(lǐng)域，基本構(gòu)造起了一張集成電路“芯”版圖。 今年，隨著我國以AI、5G等新興數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的新基建項目的啟動實施，無錫出臺《關(guān)于進一步深化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的意見》等一攬子產(chǎn)業(yè)激勵政策，進一步加速布局2000億的集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模，致力打造成為國際國內(nèi)頂尖的集成電路產(chǎn)業(yè)新高地、投資新熱土、行業(yè)新地標。 無錫惠山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)是長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)特色鮮明、 經(jīng)濟發(fā)展活躍、開放程度高、創(chuàng)新能力強的區(qū)域之一。尤其在發(fā)展新一代信息產(chǎn)業(yè)上，有著扎實的基礎(chǔ)和完善的配套條件。 如何下好融合發(fā)展的“先手棋”，培育經(jīng)濟發(fā)展新動能? 無錫惠山區(qū)委常委、開發(fā)區(qū)管委會主任曹文彬說：“我區(qū)突破慣性思維，瞄準新一代信息技術(shù)，以惠山軟件園為主要載體，搭建高端交流與合作平臺，深度對接國內(nèi)外資源，加大科技、人才、項目和資本引進力度，全力助推半導體產(chǎn)業(yè)往高精尖方向迭代，逐步完善集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，差異化構(gòu)筑惠山半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢?！? 摩爾精英董事長兼CEO張競揚透露，“兩芯三云”創(chuàng)新服務(wù)平臺，將以“芯片設(shè)計云、供應鏈云、人才云”三大業(yè)務(wù)板塊，打通人才、設(shè)計和制造供應鏈管理的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點打造成為半導體產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)和供應鏈資源整合平臺，有效提高芯片設(shè)計整體研發(fā)效率、縮短研發(fā)周期并降低成本和風險，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新發(fā)展提供新的動能。

    半導體 集成 無錫 芯項目

  • 下一代IC封裝技術(shù)中的常見技術(shù)

    先進的集成電路封裝正在迅速發(fā)展，其技術(shù)是“超越摩爾定律”上突出的技術(shù)亮點。在每個節(jié)點上，芯片微縮將變得越來越困難，越來越昂貴，工程師們想到將多個芯片放入先進的封裝中，以其作為芯片縮放的替代方案。 首先，讓我們了解高級IC封裝中不斷出現(xiàn)的基本術(shù)語。以下是在下一代IC封裝技術(shù)中使用的10個最常見的術(shù)語的簡要概述: 1、2.5 D封裝 在2.5D的封裝中，模具被堆放或并排放置在一個隔片的頂部，基于硅通孔(TSV)。基座是一個交互器，提供芯片之間的連接。作為傳統(tǒng)2D IC封裝技術(shù)的一個增量步驟，2.5D封裝使更細的線條和空間成為可能。 2.5D封裝通常用于ASIC、FPGA、GPU和內(nèi)存立方體。2008年，Xilinx將其大型FPGA劃分為4個更小、產(chǎn)量更高的芯片，并將這些芯片連接到一個硅接口上。2.5D封裝就此誕生，并最終在高帶寬內(nèi)存(HBM)處理器集成中流行起來。 2、3D堆疊封裝 在3D IC封裝中，邏輯模塊堆疊在內(nèi)存模塊上，而不是創(chuàng)建一個大型的系統(tǒng)片上(SoC)，并且模塊通過一個主動交互器連接。與2.5D封裝通過導電凸起或TSV將組件堆疊在交互器上不同，3D封裝采用多層硅晶片與使用TSV的組件一起嵌入。 TSV是2.5D和3D集成電路封裝技術(shù)中的關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)。半導體行業(yè)一直在使用HBM技術(shù)將DRAM封裝在3D IC中。 Cu TSV在Si芯片間垂直互連的使用 Intel的Lakefield的FOVEROS是3D封裝典型例子，他們把硅片有邏輯的疊加在一起，也兼容常見的PoP封裝內(nèi)存，此外還有Co-EMIB，徹底混合EMIB和FOVEROS。 3、Chiplet Chiplet是另一種3D IC封裝形式，可使CMOS設(shè)備與非CMOS設(shè)備實現(xiàn)異構(gòu)集成。換句話說，它們是更小的SoC，中文的意思就是小芯片。這是將復雜功能進行分解，然后開發(fā)出多種具有單一特定功能，可相互進行模塊化組裝的“小芯片”，如實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、計算、信號處理、數(shù)據(jù)流管理等功能，并最終以此為基礎(chǔ)，建立一個“小芯片”的芯片網(wǎng)絡(luò)。 這分解芯片的想法可以提高產(chǎn)量和比單片模具更低的成本。Chiplets允許設(shè)計者利用各種各樣的IP而不必考慮它們是在哪個節(jié)點或技術(shù)上制造;它們可以在硅、玻璃和層壓板等多種材料上建造。 4、Fan-Out扇出封裝 Fan-Out封裝是使用環(huán)氧模具復合材料完全嵌入模具，這樣就省去了晶片碰撞、熔煉、倒裝芯片組裝、清洗、下填分配和固化等工藝流程。扇出封裝的連接在芯片表面呈扇形展開，以方便更多的外部I/O。這反過來又消除了對交互器的需求，并簡化了異構(gòu)集成的實現(xiàn)。 Fan-Out技術(shù)提供了一個比其他封裝類型具有更多I/O的小尺寸封裝。2016年，iPhone7上的16nm A10處理器和天線開關(guān)模組使用了扇出晶圓級封裝(Fan-out Wafer Level Packaging，簡稱FoWLP)技術(shù)，取代了傳統(tǒng)PCB，從而一舉成為科技明星。而A10的制造商臺積電是FoWLP技術(shù)的領(lǐng)先者。在臺積電內(nèi)部，他們把FoWLP稱作InFoWLP，其中In代表integrated，也就是集成的意思。 5、扇出型晶圓級封裝(FOWLP) 扇出型晶圓級封裝是一大改進，為晶圓模提供了更多的外部接觸空間。將芯片嵌入環(huán)氧模塑料內(nèi)，然后在晶片表面制造高密度重分布層(RDL)和焊料球，形成重組晶片。 通常，它首先將前端處理的晶圓片分割成單個晶圓片，然后將晶圓片在載體結(jié)構(gòu)上分隔開，填充間隙以形成再生晶圓片。FOWLP在封裝和應用板之間提供了大量的連接。此外，基板本質(zhì)上比模具大，所以模具間距更寬松。 硅膠倒裝芯片嵌入到玻璃襯底中，然后RDL在芯片上扇動，形成一個貫穿玻璃的通道 6、異構(gòu)集成 將單獨制造的組件集成到更高級別的組裝中的方式，使得功能和操作特性都會得到提升。它使半導體器件制造商能夠?qū)碜圆煌圃旃に嚵鞒痰墓δ懿考M合成一個單一的復合器件。 為何要用異構(gòu)集成? 1.研發(fā)成本越來越高 芯片行業(yè)是典型的人才密集和資金密集型高風險產(chǎn)業(yè)，如果沒有大量用戶攤薄費用，芯片成本將直線上升。華為曾向媒體透露7nm的麒麟980研發(fā)費用遠超業(yè)界預估的5億美元，紫光展銳的一名工作人員則對記者表示，5G Modem研發(fā)費用在上億美元，光流片就相當費錢，還有團隊的持續(xù)投入，累計參與項目的工程師有上千人。 2. 設(shè)計成本也不斷上漲，每一代至少增加30~50%的設(shè)計成本 業(yè)界人士指出：此前迭代無需考慮新工藝問題，只需了解65nm比90nm小多少，可以直接把90nm上的設(shè)計拿到65nm工藝上，重新設(shè)計一下馬上就能做，整個過程一年半載即可完成。但現(xiàn)在7nm和16nm有很多不一樣的地方，不能把16nm的設(shè)計直接放到7nm上，從架構(gòu)到設(shè)計到后端都要做很多改變。 異構(gòu)集成類似于封裝內(nèi)系統(tǒng)集成(SiP);主要指將多個單獨制造的部件封裝到一個芯片上，而不是在單個襯底上集成多個基片。這增強了功能性，可以對采用不同工藝、不同功能、不同制造商制造的組件進行封裝。通過這一技術(shù)，工程師可以像搭積木一樣，在芯片庫里將不同工藝的小芯片組裝在一起。異構(gòu)集成背后的總體思想是將在系統(tǒng)級別上變化的多個組件組合到同一個封裝中。 不過，異構(gòu)集成在延續(xù)摩爾定律的同時也面臨可靠性、散熱、測試難度等多方面的挑戰(zhàn)。 7、高帶寬存儲器(HBM) 如今，GDDR5經(jīng)過這么多年的發(fā)展已然來到了一個瓶頸，光靠頻率提升來提供更大的顯存位寬已經(jīng)沒有太大空間，而這勢必會反過來影響到GPU的性能發(fā)揮。相對于傳統(tǒng)的GDDR5顯存來說，HBM無疑是更加先進。 HBM是一種標準化的堆疊內(nèi)存技術(shù)，它為堆棧內(nèi)以及內(nèi)存和邏輯之間的數(shù)據(jù)提供了寬通道?；贖BM的封裝將內(nèi)存堆在一起，并使用TSV將它們連接起來，這樣創(chuàng)建了更多的I/O和帶寬。 HBM也是一種JEDEC標準，它垂直集成了多個層次的DRAM組件，這些組件與應用程序處理器、GPU和SoC一起在封裝中。HBM主要在高端服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)芯片的2.5D封裝中實現(xiàn);它現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到HBM2技術(shù)，新一代技術(shù)解決了原始HBM版本中的容量和時鐘速率限制問題。 這是一張AMD演示的內(nèi)存架構(gòu)圖，我們可以清楚的看到HBM實際結(jié)構(gòu)，尤其是四層DRAM疊在最底層die之上，雖然AMD一直也沒有給出HBM本體的具體制作過程，但是不難想象4層絕不是HBM未來發(fā)展的極限，而隨著層數(shù)的增加，位寬勢必還會迎來進一步的遞增。 8、中介層 中介層用于多芯片模具或板子的封裝，相當于一個導管，在一個封裝里通過電子信號實現(xiàn)傳導。通過中介層可以完成很多運算和數(shù)據(jù)交流，相當于連接多個芯片和同一電路板之間的橋梁。使系統(tǒng)更小，更省電，更大帶寬。它可以將信號傳播到更寬的中心間距，也可以將信號連接到主板上的不同溝槽上。 中介層可由硅和有機材料制成，作為多個模具、模具和基板之間的橋梁。Silicon interposer是一種成熟的技術(shù)，由于其較高的I/O密度和TSV形成能力，它在2.5D和3D IC芯片封裝中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。 9、再分配層(RDL) 再分配層是銅金屬連接線或封裝中電連接的一部分。再分配層是由金屬或聚合物介質(zhì)材料層創(chuàng)建，用于將模具堆疊在封裝上，以及提供通過interposer連接的芯片之間的通信，從而減輕大型芯片組的I/O間距。它們已經(jīng)成為2.5D和3D封裝解決方案中不可或缺的環(huán)節(jié)。 10、硅通孔(TSV) TSV是2.5D和3D封裝解決方案中的關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)，它提供了通過模具硅片的垂直互連。它在里面填充了銅。TSV是一種通過整個芯片厚度的電子連接，它可以創(chuàng)建從芯片一側(cè)到另一側(cè)的最短路徑。 這些孔洞從晶圓片的正面蝕刻到一定深度，然后通過沉積導電材料(通常是銅)將它們隔離并填充。芯片制作完成后，晶圓從背面開始變薄，露出晶圓背面的孔和金屬，以完成TSV互連。

    半導體 集成電路 ic芯片 先進封裝

  • 6年之內(nèi)，將是先進封裝市場的高爆期

    得益于醫(yī)療保健、汽車、消費電子、航空航天和國防等大量應用渠道的高產(chǎn)品采用，先進封裝市場將在未來幾年積累顯著的收益。從當前市場價值升至到超過250億美元，到2026年將超過400億美元， 2020年到2026年期間將是增長的高爆期，其年復合增長率將達到8%。 先進封裝是為了提高器件的性能，同時壓縮尺寸。如今多種技術(shù)類別相繼出臺，如SIP、3D-IC、2.5D和扇出級封裝。 一些領(lǐng)域的系統(tǒng)和設(shè)備，如運輸系統(tǒng)、工業(yè)、家用電器、醫(yī)療、信息等，都由半導體芯片組成。事實上，半導體封裝的過程是最新興的領(lǐng)域之一。半導體封裝材料是一種電子解決方案，用于形成集成電路芯片與封裝基板的連接。 先進發(fā)展市場在類型、應用和區(qū)域上有不同的劃分。 在類型上，先進包裝市場分為2.5D/3D、扇出、嵌入模、, fan-in WLP、倒裝芯片。其中，fan-in WLP的增長最為可觀。2019年，該領(lǐng)域的市場份額超過10%。這種增長歸因于智能手機制造商越來越多地采用fan-in WLP，以實現(xiàn)高密度和低外形因素芯片組。 TOP25依然把持行業(yè)命脈 據(jù)此前統(tǒng)計，TOP25在2018年的總體銷售額比2017年增加了約4.8%，增至270億美元(約合人民幣1,836億元)，OSAT整體市場約有300億美元(約合人民幣2,040億元)的規(guī)模，TOP25幾乎占據(jù)了整個OSAT市場。 中國臺灣以52%的比例遙遙領(lǐng)先，第二為中國大陸(21%)，第三為美國(15%)，后面有馬來西亞(4%)、韓國(3%)、新加坡(3%)和日本(2%)。 AI、5G芯片將加速封裝市場 如今AI市場的不斷擴張推動著先進封裝行業(yè)的增長，AI芯片組需要運算速度更快的內(nèi)核、更小巧的外形以及高能效，這些需求驅(qū)動著先進封裝市場。一些頂尖半導體公司也在做出戰(zhàn)略決策，推出創(chuàng)新的先進封裝設(shè)計技術(shù)。例如，在2020年8月，Synopsys宣布與臺積電在先進封裝側(cè)進行合作。臺積電將采用包含其編譯器的先進封裝解決方案，提供通過驗證的設(shè)計流程，可用于芯片芯片封裝(CoWoS)以及集成扇出型封裝(InFO)等先進設(shè)計。 5G技術(shù)的普及也在增加先進封裝市場的需求，5G芯片組較依賴先進封裝技術(shù)，來實現(xiàn)高性能、小尺寸和低功耗。據(jù)GSM協(xié)會的2020移動經(jīng)濟報告數(shù)據(jù)，到2025年，全球5G連接數(shù)將超過18億個，其中大部分來自亞洲和北美地區(qū)。這將極大推動IDM和代工廠對5G芯片組的先進封裝的需求。 工藝節(jié)點的持續(xù)推進以及2.5D/3D封裝的發(fā)展增加了生產(chǎn)成本，COVID-19的爆發(fā)也使得大多數(shù)芯片制造商在采購原材料和維持測試運營中面臨著一些壓力。此外，一些政策實施封鎖使得部分晶圓廠設(shè)施關(guān)閉，且晶圓廠的運營商和工程師也處于短缺狀態(tài)。由于消費電子、汽車等行業(yè)產(chǎn)能下降，造成了IDM和代工廠對先進封裝需求的下降。 從細分市場來看，倒裝芯片類型在2019年時占據(jù)了超過65%的市場份額，預計在2020-2026年講以5%的年復合增長率成長。用于汽車、航空航天和國防等高性能應用的緊湊型半導體組件將推動市場需求。先進倒裝芯片封裝技術(shù)尺寸小、輸入/輸出密度高，使得多家代工廠和IDM的采用率提高。如英飛凌在2020年1月份宣布，因為汽車市場的高質(zhì)量要求，將倒裝芯片封裝設(shè)定為新的生產(chǎn)工藝技術(shù)。 應用市場方面，消費電子在2019年時占據(jù)了先進封裝市場的75%份額，預計到2026年將增加7%。主要得益于市場對緊湊型電子設(shè)備的追求。先進封裝技術(shù)有助于減小尺寸、增加芯片連接性、提高可靠性并提供多功能集成，這些優(yōu)勢在智能手機和智能手表中體現(xiàn)明顯。 從地區(qū)來看，亞太先進封裝市場在2019年時有超過70%的營收份額。 中國大陸、中國臺灣和韓國的半導體組件、消費電子設(shè)備產(chǎn)能的上升，推動著這些地區(qū)高份額增長。此外，這些地區(qū)的主要晶圓代工廠如Global Foundries，TSMC和UMC等，也在技術(shù)層和市場層面不斷擴展高級先進封裝的機會。

    半導體 半導體 芯片 先進封裝

  • UWB產(chǎn)業(yè)鏈重要行業(yè)巨頭有哪些？

    蘋果、三星、小米等在陸續(xù)推出的新產(chǎn)品中加入了UWB芯片模塊，作為下一個重要的無線技術(shù)，蘋果等公司的舉動毫無疑問地加速推動UWB技術(shù)的應用普及。而我國2022年UWB企業(yè)級應用的市場體量將達到121.5億元，遠超2016年的2.97億元，實現(xiàn)快速增長。 UWB產(chǎn)業(yè)鏈主要有哪些廠商，一起來看看： 目前全球UWB定位技術(shù)主要行業(yè)巨頭有：愛爾蘭DecaWave 、英國Ubisense、美國Time domain、Zebra、荷蘭NXP等，國內(nèi)鄭州聯(lián)睿電子、浩云科技、精位科技等數(shù)十家企業(yè)也開始風云乍起，迎接市場的紅利期。 1、愛爾蘭DecaWaveDecawave是目前已知唯一支持IEEE 802.15.4的UWB定位芯片廠商。其提供低成本的芯片出售，零售價格在幾美元。型號為DW1000的芯片，符合IEEE 802.15.4-2011 UWB標準協(xié)議(在理想條件下，最大可測量范圍為300m)。應用于政府大樓、高貨值倉庫、超級市場、大型制造車間、醫(yī)院、敬老院、幼兒園、酒店、大型餐館、娛樂場所、監(jiān)獄、住宅小區(qū)、物流公司、博物館、科研機構(gòu)、實驗室等人員和重要物資的定位監(jiān)控。 2、英國UbisenseUbisense成立于2003年1月，來自劍橋大學的工程師隊伍，Ubisense UWB的顯著特點是精確可靠的實時定位，有源射頻標簽適用于室內(nèi)/戶外環(huán)境且高精度，可達到15厘米，基座設(shè)施可互相替換，具備高可靠性(兩個感應器跟蹤三維定位)，為客戶端提供成熟的軟件平臺。應用范圍包括物流、工業(yè)、危險環(huán)境、醫(yī)療保健、軍事等。 3、美國Time domain公司的PLUS超頻帶UWB及時定位系統(tǒng)由標簽、閱讀器、同步分配面板、天線和定位軟件組成。2009年底，Time Domain公司就推出歐式系統(tǒng)，中心頻率為7.3Hz。歐式系統(tǒng)中用戶可以動態(tài)地改變標簽的發(fā)射頻率(1~10Hz)和操作模式(活躍或者待機)。 4、美國ZebraZebra Technologies為美國大學生橄欖球Senior Bowl比賽提供有源UWB標簽、讀卡器以及Zebra軟件。Zebra軟件讀取數(shù)據(jù)后，將計算諸如每個球員跑步的速度，其他球員與該球員的距離，以及拋球的速度和旋轉(zhuǎn)度、高度、距離等信息。然后，這些數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)發(fā)給Senior Bowl的管理軟件，通過社交媒體向粉絲和媒體展示。這些信息不僅可以用來識別球員的優(yōu)缺點，還可以判斷球員是否疲勞。 5、法國BeSpoonBeSpoon的UWB RTLS 系統(tǒng)，易于部署，具有“容量大、標簽待機時間長、覆蓋范圍廣、定位精度高”等突出優(yōu)點，可用于追蹤工廠中成百上千的產(chǎn)品批次，或查詢倉庫中叉車、工具、棧板的實時位置。本系統(tǒng)適用于各類工業(yè)環(huán)境，即便在鈑金車間這類多障礙、強散射的不利環(huán)境中，系統(tǒng)表現(xiàn)依然良好。 6、荷蘭恩智浦將UWB應用在了汽車電子領(lǐng)域。日前一款基于大眾Arteon車型打造的概念車于德國漢堡亮相，通過搭載恩智浦于今年7月發(fā)布的最新超寬帶技術(shù)，該車在防盜保護、安全性和便利性等方面都有了大幅提升。盡管在這款車型上，超寬帶技術(shù)的主要應用場景還限于驗證車輛的防失竊，但未來應用將有無限可能。 7、成都精位科技在UWB系統(tǒng)定位精度上可達1-10cm，射頻最大射程400米，基站刷新率高達8000Hz、標簽刷新率100Hz、大范圍定位和三維實時定位。其高精度定位平臺可根據(jù)不同的平臺設(shè)置不同的屬性，提供API開發(fā)包，在相對統(tǒng)一的軟件平臺基礎(chǔ)上定制開發(fā)各種應用軟件，可以直觀形象的顯示定位目標，定位場景，管理定位數(shù)據(jù)，以滿足不同行業(yè)的需求。 8、北京清研訊科于清華大學測試技術(shù)與儀器國家重點實驗室，是一家工業(yè)無線精確定位產(chǎn)品及定位系統(tǒng)提供商。它提供的LocalSense精確定位解決方案，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中實時定位人員、車輛、資產(chǎn)的精確位置，并在定位基礎(chǔ)上實現(xiàn)軌跡追蹤、區(qū)域報警、攝像聯(lián)動等增值服務(wù)功能。 9、中海達全資子公司聯(lián)睿電子專注于區(qū)域高精度實時定位產(chǎn)品研發(fā)和相關(guān)技術(shù)服務(wù)，行業(yè)應用領(lǐng)域廣泛涉及倉儲物流、司法監(jiān)獄、智慧城市等。日前，公司成功中標“華為UWB手機無線防盜器項目”，將為各大華為體驗店提供可擺脫傳統(tǒng)手機防盜鏈的無線防盜器產(chǎn)品，預計年采購數(shù)量萬套以上。 10、廣州浩云科技深耕UWB技術(shù)多年的浩云科技，UWB技術(shù)可以做到室內(nèi)或者室外精準定位到厘米級別，目前公司已經(jīng)掌握了將UWB嵌入手機使用的技術(shù)，形成了成熟的產(chǎn)品，并將相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品應用在了智慧司法、核電等多個領(lǐng)域，其室內(nèi)靜態(tài)定位精度可達2厘米，高精度技術(shù)領(lǐng)先同行業(yè)1-2年。 11、南京唐恩科技源自于南京大學軟件新技術(shù)國家重點實驗室的定位技術(shù)研發(fā)團隊，推出了基于衛(wèi)星、UWB、慣導和視覺技術(shù)的多種定位產(chǎn)品，在智能工廠和生產(chǎn)控制領(lǐng)域提供了多個解決方案，如智能工廠可視化、生產(chǎn)運維安全管理、工業(yè)車輛智能導骯等，提升行業(yè)的管理精細化和自動化水平。2014年率先與Decawave合作，推出國內(nèi)首家UWB自研高精度定位系統(tǒng)。 12、上海環(huán)旭電子公司是我國“超寬帶無線通信關(guān)鍵技術(shù)及其共存與兼容技術(shù)”的前列企業(yè)，其與飛思卡爾半導體有限公司在2006年就已推出了超寬帶高清電視和家庭媒體中心等產(chǎn)品和系統(tǒng)。 13、上海仁微電子高精度UWB定位系統(tǒng)已成功將UWB定位技術(shù)和行業(yè)需求相結(jié)合，推出了眾多行業(yè)應用方案并成功應用，例如智慧監(jiān)獄的犯人實時監(jiān)管、智慧工地中施工人員的安全定位、智慧化工的危險區(qū)域重點監(jiān)控、智慧執(zhí)法辦案中心定位手環(huán)防串供等功能。 14、南京沃旭通訊科技公司成立于2012年，開始曾為中國移動布置Wi-Fi熱點，后來轉(zhuǎn)向UWB技術(shù)。沃旭是國內(nèi)首家基于IR-UWB產(chǎn)品研發(fā)及應用的高新技術(shù)企業(yè)，也是“Decawave”官方指定的主要合作伙伴。2016年沃旭完成Pre-A輪融資。產(chǎn)品已通過國家無委、FCC，以及即將通過德國萊茵TUV功能安全認證。 15、紐瑞芯成立于2016年，公司自主研發(fā)了涵蓋通訊芯片所需的高端關(guān)鍵射頻及模擬混合IP的全自研技術(shù)平臺NRTP(NewRadio-Technical-Platform)，至今已聯(lián)合國內(nèi)外多所知名高校并開展多項課題合作，完成了6種射頻核心關(guān)鍵IP技術(shù)模塊的流片驗證，其中包括5G Sub-6G及毫米波全頻段高性能頻率合成器、5G高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、射頻全雙工集成收發(fā)芯片及關(guān)鍵模塊等關(guān)鍵IP。紐瑞芯全自研的UWB大熊座(UMAJ)系列SoC芯片及系統(tǒng)是超低功耗設(shè)計的微型化全集成芯片方案，其中UWB大熊座(UMAJ)系統(tǒng)芯片已于2019年底成功流片，預計將在2020年底前正式量產(chǎn)。 16、深圳市潤安科技發(fā)展有限公司是浩云科技控股子公司，專注于提供基于UWB精準位置服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)++物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)整體解決方案，是廣東省司法行政科技協(xié)同創(chuàng)新中心成員單位。公司擁有完全獨立自主的高精度定位等核心技術(shù)。 17、長沙馳芯半導體科技作為一家物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計初創(chuàng)企業(yè)，專注于低功耗物聯(lián)網(wǎng)芯片的研發(fā)，2020年已完成了UWB(Ultra Wide Band 超寬帶)芯片原型開發(fā)，突破了低功耗高性能通信基帶IP、高精度定位IP和模擬射頻IP等UWB芯片所需的多項關(guān)鍵技術(shù)，并獲得了相關(guān)專利技術(shù)，本輪融資主要用于UWB芯片產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)品化，擴大研發(fā)團隊的規(guī)模。 2020年8月18日，馳芯半導體宣布完成數(shù)千萬元的天使輪融資，由長沙群欣與深圳市前海君爵共同投資，這兩家機構(gòu)分別是A股上市公司藍思科技和裕同科技實控人名下的投資公司。 18、杭州易百德微電子有限公司成立于2017年，2020年4月正式發(fā)布UWB定位芯片——EB1003。據(jù)了解，面向消費市場的EB1003將于2020年第四季度量產(chǎn)。 19、深圳金溢科技公司主要產(chǎn)品包括基于UWB定位和視頻識別技術(shù)的全自動路內(nèi)停車收費管理系統(tǒng)，并計劃于2020年上半年進一步推動V2X、UWB和RFID等技術(shù)在香港和新加坡的推廣和試點。 20、杭州新華三公司打造的UWB解決方案首創(chuàng)WLAN和UWB融合，不僅能夠提供WLAN功能，還可以進行UWB高精度人員、資產(chǎn)定位，新華三UWB定位方案具備端到端整體能力，其UWB定位方案可實現(xiàn)20-50厘米的定位精度，并具備低功耗、對信道衰落不敏感、穿透性強，強大的抗干擾性等優(yōu)勢，同時不會對同一環(huán)境下的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。 本次小米支持UWB，尚不確認具體的產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴是哪些。國內(nèi)目前宣稱在做UWB的企業(yè)與如上廠家。值得一提的是，國內(nèi)還有大量的中小型創(chuàng)業(yè)團隊在從事UWB解決方案的開發(fā)，主要針對的就是室內(nèi)高精度定位和智能家居、智能園區(qū)、智能廠房等場景。目前，除了蘋果和小米之外，三星也非常看好UWB技術(shù)，認為其將成為下一代可以改變游戲規(guī)則的無線通信技術(shù)之一。 正如小米在公開的技術(shù)演示中表現(xiàn)，在智能家居的應用場景下，UWB技術(shù)能夠以手機為核心進行感知測距，最大程度降低了傳統(tǒng)行業(yè)中對節(jié)點布網(wǎng)模式的依賴，可實現(xiàn)手機物聯(lián)網(wǎng)遙控、智能開鎖等功能。 在該場景下，相對頻繁調(diào)用智能家居控制軟件，UWB技術(shù)的應用簡化了用戶與智能家居設(shè)備間的交互流程，對于智能家居系統(tǒng)來說，是一大創(chuàng)新應用。實際上，在手機的協(xié)助下，UWB技術(shù)可實現(xiàn)的功能還不止于此。據(jù)不完全統(tǒng)計，iPhone 11自2019年應用UWB技術(shù)以來，除了實現(xiàn)小米演示的“遙控+開智能門鎖”功能以外，還有不少新功能。比如： 1)協(xié)助AirDrop(即隔空投送)精準定位數(shù)據(jù)傳輸對象。iPhone 11上的AirDrop多了一項新功能，可以更具距離給周圍的人排序，這樣用戶可以選擇最近的人來傳輸數(shù)據(jù)。 2)實時定位 Real-time Location。在沒有GPS的場合，例如機場的地下停車場，UWB可以幫助定位，用戶可以分享給網(wǎng)約車司機，告知自己的實時位置，這樣幫助司機找到乘客。 3)車鑰匙CarKey。蘋果在iOS14中推出CarKey功能，通過手機分享汽車鑰匙給親友，最初的合作伙伴是寶馬，這其中就使用了超寬帶UWB技術(shù)。 據(jù)近期媒體披露，物件追蹤設(shè)備將是蘋果的下一個UWB技術(shù)應用。有報道稱蘋果計劃今年上半年發(fā)布一種新的小型外設(shè)AirTags，具備UWB無線功能，貼在物體如手機、錢包、鑰匙等物體上，通過手機上的Find My應用可方便尋找。綜上來看，UWB技術(shù)的應用場景已經(jīng)從傳統(tǒng)行業(yè)解鎖至智能家居、智能辦公、智慧城市、智慧交通、消費電子等領(lǐng)域。 立足于手機市場，UWB技術(shù)在消費類電子市場的應用爆發(fā)趨勢開始凸顯。據(jù)了解，2019年iPhone 11銷量約為4000萬部，即僅蘋果一家在2019年已經(jīng)帶動4000萬片UWB芯片的銷量，這幾乎達到了前些年行業(yè)UWB芯片的銷量總和。 2020年，隨著三星 和小米先后宣布在手機中置入UWB技術(shù)，以手機為代表的消費級應用正面向UWB技術(shù)漸行漸近。UWB技術(shù)一旦成熟，市場應用空間或超千億級，而在眾多的應用領(lǐng)域中，消費級應用無疑是最具想象力的。

    半導體 三星 小米 uwb技術(shù)

  • 英特爾的下一步任務(wù)

    除去負責芯片蝕刻工藝開發(fā)的人與實施蝕刻工藝的代工廠，英特爾還將面對的最困難問題是什么? 是英特爾正在運營的分散的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，一個競爭愈演愈烈的市場。因為老牌與新貴公司在網(wǎng)絡(luò)接口卡，交換，硅光子學和其他領(lǐng)域都與英特爾展開激烈競爭。 Hong Hou是英特爾連接部門的新任總經(jīng)理，該部門是數(shù)據(jù)中心部門的子部分之一，在過去的十二個月中，DCG部門的收入達到277.1億美元，占公司收入的三分之一以上，在利潤方面更是貢獻了公司的一半以上的整體利潤。 我們不知道這個數(shù)據(jù)中心集團業(yè)務(wù)中究竟有多少種形式的聯(lián)網(wǎng)，但是我們懷疑它在一定程度上反映了整個行業(yè)，然后偏向于右側(cè)，向計算轉(zhuǎn)移，遠離聯(lián)網(wǎng)和存儲。很難猜測網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的總收入是多少，因為我們沒有足夠的數(shù)據(jù)，而這取決于您如何削減數(shù)據(jù)。Intel的網(wǎng)絡(luò)接口卡業(yè)務(wù)可與Nvidia的Mellanox部門相媲美，而交換機業(yè)務(wù)如果將Barefoot和Omni-Path包括在內(nèi)，則可能與Mellanox相當。硅光子學尚未帶來很多收入，但用于網(wǎng)絡(luò)電纜的收發(fā)器可能會帶來很多收入。 沒有簡單的方法可以量化在Xeon iron上運行多少軟件定義的網(wǎng)絡(luò)軟件，從技術(shù)上講，這應該算作Connectivity Group的收入，或者由其Data Plane Development Kit和其他系統(tǒng)軟件支持多少網(wǎng)絡(luò)，或其(以前是Altera)FPGA的銷售量中有多少用于網(wǎng)絡(luò)用例。但是英特爾正在嘗試基于各種SDK，操作系統(tǒng)和抽象層以及運行在其各種網(wǎng)絡(luò)硬件上的控制平面來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)軟件堆棧。 可以這么說，盡管面臨挑戰(zhàn)，且英特爾并不是互連網(wǎng)的領(lǐng)導者，但它還是互連領(lǐng)域的一個重要參與者。無論如何，就創(chuàng)新的步伐和創(chuàng)新成本而言，這種優(yōu)勢通常無法很好地為市場服務(wù)。因此，這也不是理想的狀態(tài)。但是，毫無疑問的是，我們必須讓Intel參與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，并把對數(shù)據(jù)中心的了解帶給我。 Hou擔任一個正在經(jīng)歷巨大變化的連通性小組。英特爾在2011年和2012年打造了一個HPC類型網(wǎng)絡(luò)的軍火庫，當中包括QLogic的InfiniBand的業(yè)務(wù)和Cray“Gemini” XT和“Aries” XC互連，其謀求合并成一個超級互聯(lián)稱為Omni-Path，但它剛剛剝離出來成立了Cornelis Networks，初始團隊包括了一些以前的Intel和QLogic員工。 與許多使用惠普公司的Cray 200 Gb /秒Slingshot HPC和其余使用200 Gb / sec HDR Quantum InfiniBand的公司一樣，英特爾讓Omni-Path進入歷史記錄也就不足為奇了。更令人驚訝的是，Cornelis Networks希望采用InfiniBand和Aries互連的思想，并朝著自己的方向發(fā)展。 2019年6月，該公司收購了Barefoot Networks以購買其可編程以太網(wǎng)交換機ASIC，并獲得了對交換機的P4編程語言的更多控制權(quán)，從而使其與英特爾內(nèi)部的Omni-Path緊密相連。英特爾對用于超大規(guī)模生產(chǎn)者和云構(gòu)建者的可編程以太網(wǎng)交換和SmartNIC(越來越多地稱為DPU)更感興趣，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，最終將被其他服務(wù)提供商和大型企業(yè)模仿。 無論如何，這就是主他們的想法。 現(xiàn)實是這樣：公司將大量使用計算，我們通常指的是CPU，但越來越多的GPU和少量的FPGA已經(jīng)被采用，而不是內(nèi)存或網(wǎng)絡(luò)，因為他們對前者更了解。這是另一個不能討價還價的事實：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)量以每年25%的速度增長。但是預算不能以這種速度增長，而且由于對原始CPU計算的偏見投資(與構(gòu)建平衡的系統(tǒng)以更充分地利用可用的計算能力相反)，網(wǎng)絡(luò)通常不超過分布式成本的10%系統(tǒng)，當它的確上升到15%左右時，就會有很多哭泣和咬牙切齒的感覺。 面對所有這些壓力，英特爾必須創(chuàng)新并幫助改善網(wǎng)絡(luò)。Hou說，集成將成為這些關(guān)鍵之一。 “對于英特爾，我們希望在一個靈活的網(wǎng)絡(luò)中提供智能和可編程性，以應對新興工作負載的復雜性，”Hou告訴The Next Platform。“我們的愿景是優(yōu)化所有這些技術(shù)資產(chǎn)，以便為我們的客戶提供支持的解決方案，我們不僅僅是一袋零件的供應商。在未來，以太網(wǎng)將從端點連接發(fā)展而來，而SmartNIC也將扮演重要角色，它們將承擔一些關(guān)鍵工作負載并加速某些工作負載并為網(wǎng)絡(luò)提供更強的性嗯那個。該SmartNIC將與CPU，GPU，F(xiàn)PGA集成在一起進行計算，并且可能還會有存儲設(shè)備。我們看到了明顯的趨勢，我們正在共同努力發(fā)展。 稍后，我們將討論基于FPGA的新產(chǎn)品版本。早在3月，我們宣布了將光學元件與開關(guān)一起封裝，并且收到的好評。下一步將使用光學I / O技術(shù)提供更多的帶寬密度。die到die的電氣互連可能會走向極限，并且可能無法提供所需數(shù)據(jù)量的連接性。因此，我們需要光學I / O來支持數(shù)據(jù)流通?！? 在某種程度上，硬件是最簡單的部分。盡管互連行業(yè)近年來有所發(fā)展?；氐绞昵?，當時出現(xiàn)了一些信號障礙，導致創(chuàng)新速度顯著下降，而現(xiàn)在，我們可以預期每18至24個月就會出現(xiàn)交換ASIC和匹配的網(wǎng)絡(luò)接口ASIC的節(jié)奏。Hong說，但是，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)運營商希望創(chuàng)新的速度更快，并且他們希望在軟件和硬件方面進行創(chuàng)新，因為他們已經(jīng)能夠在數(shù)據(jù)中心堆棧的計算部分中進行數(shù)十年了。因此，可編程性(以及P4)與您可以將多少個晶體管塞入開關(guān)或網(wǎng)絡(luò)接口ASIC以及對其進行處理一樣重要。 當談到“ Tofino”系列的Barefoot 開關(guān)ASIC時，Hou表示，客戶希望Intel能保持兩年更新芯片的節(jié)奏。6.4 Tb / sec 的Tofino 1芯片于2016年6月Barefoot退出隱形市場時開始送樣，隨著2018年即將結(jié)束，他們推出了12.8 Tb / sec 的Tofino 2芯片，該設(shè)計采用小芯片設(shè)計打破了數(shù)據(jù)包中的SerDes處理引擎，并使用25 Gb /秒的本機信令和PAM-4編碼來使每通道有效50 Gb /秒。最終的交換機可以以400 Gb /秒的速度驅(qū)動32個端口，或者降低速度并按比例增加端口數(shù)。 兩年的節(jié)奏可能會有所延遲，這是由于英特爾的收購以及尚未做出的決定，即以25.6 Tb / sec的Tofino 3代(即32個端口)與Tofino ASIC進行光學封裝的共同決定。速度為800 Gb /秒)或51.2 Tb /秒的Tofino 4代(32個端口，驚人的1.6 Tb /秒)。要達到這些速度，將需要112 Gb /秒的本地原始信號傳輸，再加上更密集的PAM編碼或更多的端口通道，我們將很快看到結(jié)果，Hou也很有信心。他表示，英特爾可以在將來的某個時候?qū)?02.4 Tb / sec的Tofino 5投入生產(chǎn)。如果執(zhí)行兩年鞥新的節(jié)奏，則Tofino 2現(xiàn)在將在2021年開始提供樣品，Tofino 3將在2022年開始提供2023年產(chǎn)品，Tofino 4將在2024年開始提供2025年產(chǎn)品，Tofino 5將在2025年提供產(chǎn)品。2026年有2027年的產(chǎn)品?；镉媯?，請發(fā)揮您的思維能力。 同時，除了新聞稿外，Hou在我們聊天時都沒有提到，“他們是否將開源Tofino架構(gòu)，以確?？删幊谭纸M處理器與CPU一樣開放?！? 首先，開源是什么?交換機ASIC中的指令集的實際芯片設(shè)計是什么?其次，“像CPU一樣開放?” 英特爾的處理器都不是開放源代碼，也不是AMD的處理器，基于Arm的技術(shù)只是可授權(quán)和可適應的。IBM也基于其用于網(wǎng)絡(luò)處理器和BlueGene / Q超級計算機的PowerPC-A2架構(gòu)開源了Power ISA和兩個Power內(nèi)核A2I和A2O。Sun Microsystems很早以前就開源了“ Niagara” T1多線程CPU。我們將嘗試弄清楚英特爾在說什么。 所有這些都以一種繞行的方式將我們帶到SmartNIC或DPU，無論您想稱呼它們?nèi)绾?。讓我們先講一下哲學。如果您實際上是在蝕刻一種新型的芯片，而該芯片實際上以與交換機或路由器ASIC或CPU或GPU不同的方式進行數(shù)據(jù)處理和處理，則DPU才是一個好名詞。(FPGA可以假裝為任何東西，因此您不能真正排除或包含該設(shè)備。) Fungible似乎正在創(chuàng)建一個真正的DPU，而Pensando似乎在做同樣的事情。英特爾和Nvidia等公司正在創(chuàng)建將各種要素結(jié)合在一起的SmartNIC。對于Nvidia，它將Arm CPU與ConnectX網(wǎng)絡(luò)接口芯片和Ampere GPU相結(jié)合。對于Intel而言，Hou向我們提供了預覽版的最新SmartNIC，將CPU和FPGA結(jié)合在一起，并且在一種情況下，除非是拼寫錯誤，否則可以將Tofino交換ASIC以及Intel 800系列網(wǎng)絡(luò)接口芯片集成到復合計算中。復雜的人可以在最廣泛的意義上稱呼DPU。這是我們認為行業(yè)會做的，因為DPU聽起來比SmartNIC更智能，更酷，更有價值。 這些新的FPGA通常針對云和通信服務(wù)提供商，我們在The Next Platform中將其分為三個部分：hyperscalers，云構(gòu)建者以及其他電信和服務(wù)提供商，它們雖然規(guī)模不大，但是也不像制造，分銷等傳統(tǒng)企業(yè)。 有趣的是，新的Intel SmartNIC實際上不是由Intel制造的，而是由Inventec和Silicom制造的，前者對于hyperscalers和云構(gòu)建者來說是日益重要的ODM，而后者則是過去二十年來的網(wǎng)絡(luò)接口供應商。這些器件與純FPGA加速卡(稱為可編程加速卡)一起在節(jié)奏上，我們在2017年10月首次在Arria 10 FPGA上首次亮相以及2018年9月用Stratix 10 FPGA對其進行更新時就談到了這些器件。這是英特爾認為的FPGA加速連續(xù)體： 用于云的SmartNIC C5020X類似于為Facebook制造的產(chǎn)品，每當您看到Xeon D時，都應該考慮Facebook，因為該芯片基本上是為社交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計并保持有效的，因此應將其稱為Xeon F真的。話雖如此，微軟也對這種特別的SmartNIC表示了祝福，因此也許他們倆都將使用它。 塊供其使用，并具有兩個50 Gb /秒的以太網(wǎng)端口，并且FPGA和服務(wù)器通過PCI-Express 3.0的8條通道相互鏈接，這主要是因為Xeon D不支持PCI-Express 4.0。 Xeon D僅具有一個內(nèi)存通道，而英業(yè)達則將16 GB存入其中。Xeon D的主板上焊接有一個32 GB的SSD閃存塊。最后，整個復合系統(tǒng)使用8通道的PCI-Express 4.0鏈接到服務(wù)器，當前Intel處理器不支持，但Ice Lake可以支持即將在短期內(nèi)交付，并于明年年初全面推出。 具有諷刺意味的是，該卡現(xiàn)在可以插入使用IBM的“ Nimbus” Power9或AMD的“ Rome Epyc 7002處理器”的計算機中。 有人指出，Silicom SmartNIC N5010上面裝有Tofino的Switch ASIC，它在頂部的概覽圖中顯示，但在我們看到的示意圖中肯定沒有。但是，如果人們放棄Open vSwitch軟交換機，而在將來的SmartNIC或DPU中放棄實際的ASIC的實際小型實現(xiàn)，從而擺脫軟件的緩慢速度，確實會非常有趣。只要baby Switch是可編程的，意味著可以在硬件上放置新協(xié)議-這是硬件和軟件之間的良好區(qū)分，并且與FPGA相比，它更傾向于軟件。 框圖顯示，這兩個由Intel ASIC驅(qū)動的以太網(wǎng)E810 NIC端口是可選的，每個端口以100 Gb / sec的速度運行，并且與Stratix 10 FPGA的PCI-Express 4.0通道無關(guān)。FPGA還驅(qū)動四個自己的100 Gb / sec端口，顯然所有這些端口都將是相當大的I / O負載。該卡使用具有16條通道的雙倍寬度但僅一個插槽的PCI-Express 4.0插槽連接回主機系統(tǒng)。 還有另一個PCI-Express 4.0 x16連接器，也許在這里連接了一個Switch ASIC，但這似乎不太可能。FPGA具有一個x16端口，可連接到144 MB的QDR SRAM存儲器，32 GB的DDR4存儲器和8 GB的HBM2堆疊存儲器。那是很多內(nèi)存，不包括FPGA模塊固有的內(nèi)存。 沒有關(guān)于這兩個SmartNIC的價格或總體可用性的消息。

    半導體 英特爾 數(shù)據(jù)中心 芯片蝕刻

  • 歐洲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計劃之一，致力于研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的新平臺

    在法國研究實驗室CEA-Leti的創(chuàng)新日上，F(xiàn)acebook首席AI科學家Yann LeCun發(fā)表重要講話時，提到Nvidia收購ARM，可以加速運行RISC-V以運行用于邊緣AI應用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 他表示：“行業(yè)發(fā)生了變化，采用屬于Nvidia的ARM會使人們感到不安，但是RISC-V的出現(xiàn)讓人看到具有RISC-V內(nèi)核和NPU(神經(jīng)處理單元)芯片的課鞥呢。” “這些產(chǎn)品價格便宜得令人難以置信，不到10美元，許多產(chǎn)品都在中國以外的地區(qū)，它們將無處不在。” “我想知道RISC-V是否會接管那里的世界。” 他不贊成Leti的一項主要計劃，該計劃致力于刺激神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和類似方法(例如電阻RAM(RRAM))，但是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的發(fā)明者和圖靈獎的AI獲獎?wù)邔Υ擞衅渌捶ā? 他說：“模擬實現(xiàn)面臨的主要問題是很難將硬件復用與模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一起使用?！? “當您進行卷積并重用硬件時，您必須進行硬件多路復用，因此必須有一種方法來存儲結(jié)果，然后需要模擬存儲器或ADC和DAC轉(zhuǎn)換器，這會扼殺整個想法。因此，除非我們擁有廉價的低功耗模擬內(nèi)存，否則它將無法正常工作。”他說。“我很懷疑，也許是憶阻器陣列或自旋電子器件，但我有些懷疑?！? 他說：“當然，邊緣人工智能是一個非常重要的話題?！? “在接下來的兩到三年中，這將不是奇異的技術(shù)，而是要盡可能降低功耗，修剪神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化權(quán)重，關(guān)閉未使用的系統(tǒng)部分，” LeCun表示：“我們的目標是在未來兩到三年內(nèi)將相關(guān)功能引入到AR設(shè)備的芯片，并在五年內(nèi)使用這種設(shè)備，而且這種情況即將到來，”他說。 “十年后的今天，自旋電子學將會取得一些突破，或者在無需硬件多路復用的情況下允許模擬計算的任何突破?” 他問。他說：“我們能提出這樣的想法嗎?如果沒有數(shù)據(jù)改組和沒有硬件多路復用，那么對于單個芯片來說，這樣的設(shè)備尺寸會大大縮小，這是一個很大的挑戰(zhàn)?！? “公司正在為下一代芯片開發(fā)1nm和2nm技術(shù)，我堅信我們可以通過傳感器，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制器來實現(xiàn)硬件的未來，從而實現(xiàn)不同的發(fā)展，”Leti的首席執(zhí)行官Emmanual Sabonnadiere說道?！拔覀冋谂χ贫▏矣媱潱⒃谡螞Q策中運用科學。Edge AI旨在阻止數(shù)據(jù)泛濫和數(shù)據(jù)隱私，使人們可以擁有自己的數(shù)據(jù)?！?，他接著說。 Leti還是歐洲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計劃的一部分，該計劃正在研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的新平臺。 CEA-Leti副首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官Jean Rene Lequeypes說：“有新一代技術(shù)正在研究中?！? “現(xiàn)在，我們有超過2000人致力于下一代技術(shù)的研發(fā)。他指出，挑戰(zhàn)在于集成所有不同的元件，而不必使用5nm及以下所需的極端UV光刻。但是我們希望最終性能達到1000TOPS / mW，這是一個很大的挑戰(zhàn)，而且如何使用存儲器，不同的技術(shù)以及如何將它們集成在一起而無需使用EUV?！?

    半導體 芯片 facebook 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

  • 清華大學教授張悠慧團隊首次提出“類腦計算完備性”

    1965年，英特爾創(chuàng)始人Gordon Moore首次提出摩爾定律，并于1975年進行修正。根據(jù)摩爾定律，技術(shù)進步將使集成電路(微芯片)的集成度大約每18-24個月翻一番。摩爾定律問世時，集成電路問世才6年，Moore實驗室在一個芯片上還只能集成50個晶體管。50年后，最先進的芯片可以集成10幾億個晶體管。但是，我們現(xiàn)在面臨一個問題：摩爾定律，還能延續(xù)多少年? 是的，在過去50年，傳統(tǒng)數(shù)字計算機的性能在不斷提高。集成電路的技術(shù)進步一方面使得硬件變得越來越強大，另一方面也給尋求優(yōu)化算法性能的系統(tǒng)架構(gòu)師帶來了挑戰(zhàn)。 類腦計算 下一代高性能、低功耗的計算機系統(tǒng)需要像大腦學習。 隨著設(shè)計者從通用的計算機技術(shù)轉(zhuǎn)向大腦啟發(fā)(神經(jīng)形態(tài))系統(tǒng)，他們也必須從支撐通用機器的既定形式層次結(jié)構(gòu)中走出來。也就是說，抽象框架廣泛地定義了軟件是如何被數(shù)字計算機處理，并轉(zhuǎn)換成在機器硬件上運行的操作的，這種層次結(jié)構(gòu)有助于實現(xiàn)計算機性能的快速增長。 通用計算機設(shè)計的一個重要特點是軟硬件去耦合，而這一特點使得新設(shè)備(芯片、內(nèi)存等)能夠獲得最佳性能。通過設(shè)置對硬件的最低要求，將用高級語言編寫的軟件程序，轉(zhuǎn)換成任何機器所需的精確等效的指令序列變得可行，這一過程稱為編譯。在這個編譯過程中，支持使用代表基本計算操作的指令的計算機被稱為圖靈完備。因此，軟件代碼通常只寫一次，然后可以在多個圖靈完備的處理器架構(gòu)上編譯和執(zhí)行，以產(chǎn)生等效的結(jié)果。 圖1 在計算機硬件上，基于層次結(jié)構(gòu)實現(xiàn)算法 然而，人們普遍認為，摩爾定律時代即將結(jié)束：數(shù)字計算機能力的進步速度似乎正在放緩。此外，數(shù)字計算非常耗能，促使人們尋找替代方案。 傳統(tǒng)計算機依循馮·諾依曼架構(gòu)設(shè)計，存儲與計算功能分離。每進行一次運算，計算機都要在內(nèi)存和CPU兩個區(qū)域之間來回調(diào)用，大數(shù)據(jù)處理效率有待提高。除此之外，因為在存儲與計算空間之間來回調(diào)用，芯片的能耗大部分轉(zhuǎn)化為熱量，既不利于設(shè)備的性能穩(wěn)定，又不環(huán)保。 類腦芯片就不一樣了，人腦中存儲與計算功能是合二為一的。科學家們長期以來一直對大腦的計算能力著迷，大腦不僅具有難以置信的能效，而且由于其神經(jīng)元和突觸的架構(gòu)，還擁有獨特的信息處理性能。類腦芯片可以模擬人腦的復雜處理能力，啟發(fā)了神經(jīng)形態(tài)計算領(lǐng)域，一個使用大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為下一代計算機基礎(chǔ)的研究領(lǐng)域。 神經(jīng)形態(tài)計算的重點通常是脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——由相互連接的人工神經(jīng)元組成的系統(tǒng)，其中每個神經(jīng)元在激活水平達到閾值時都會表現(xiàn)出短暫的“脈沖”。與現(xiàn)代深度學習應用中常用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，這種系統(tǒng)更類似于生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)形態(tài)硬件已經(jīng)產(chǎn)生了一系列的格式，包括數(shù)字和模擬。然而，大多數(shù)系統(tǒng)都有共同的設(shè)計原則，例如內(nèi)存和處理器的協(xié)同定位。 開發(fā)神經(jīng)形態(tài)硬件應用一個挑戰(zhàn)是，目前不存在圖靈完備性等形式層次。相反，每個新的芯片架構(gòu)都需要一個定制的軟件工具鏈，即一組編程工具來定義算法，并通過將它們映射到獨特的硬件上來執(zhí)行它們，這使得很難比較執(zhí)行相同算法的不同神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的性能，并且需要研究人員理解算法和硬件的所有方面，以獲得潛在的類似大腦的性能。 厚積薄發(fā) 清華大學施路平團隊長期致力于類腦計算領(lǐng)域的研究。2015年，第一代“天機芯”DEMO問世，制程約為110納米。2017年，第二代“天機芯”芯片制程為28 nm。 2019年7月31日，施路平團隊以Towards Artificial General Intelligence with Hybrid Tianjic Chip Architecture為題，在Nature封面論文報道了第三代天機芯片，通過無人駕駛自行車上的實驗演示，實現(xiàn)了機器學習和類腦算法的完美結(jié)合，標志著中國在人工智能領(lǐng)域進入了關(guān)鍵時刻。 時隔一年之后，2020年10月15日，清華大學施路平、張悠慧等人又一次在Nature發(fā)表類腦計算的最新研究成果。他們定義了一個新的層次結(jié)構(gòu)，將算法的要求及其在一系列神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)上的實現(xiàn)形式化，從而為結(jié)構(gòu)化的研究方法奠定基礎(chǔ)。在該方法中，受大腦啟發(fā)的計算機的算法和硬件可以分別設(shè)計。值得一提的是，在這兩個重大研究成果中，施路平教授都是通訊作者，而張悠慧教授都是第一作者之一，并在最新的Nature論文中擔任通訊作者之一。 這一次，清華大學施路平、張悠慧研究團隊提出了一個突破性解決方案，他們稱之為神經(jīng)形態(tài)完備性。這是對圖靈完備性的認可，旨在將算法和硬件開發(fā)分離開來。 作者提出，如果一個類大腦系統(tǒng)能夠以規(guī)定的精確度執(zhí)行一組給定的基本操作，它就是神經(jīng)形態(tài)完備的，這是對圖靈完備性的一種偏離。在圖靈完備性中，一個系統(tǒng)只有在為給定的一組基本運算提供了精確且同等的結(jié)果時，才能被定義為完備的。 神經(jīng)形態(tài)完備框架 在提出的神經(jīng)形態(tài)完備框架中，基本操作包括兩種，稱為加權(quán)和操作和元素校正線性操作，這使得硬件系統(tǒng)能夠支持脈沖和非脈沖人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。作者展示了他們的大腦啟發(fā)計算的層次結(jié)構(gòu)如何提供一種機制，將給定的算法轉(zhuǎn)換成適合一系列神經(jīng)形態(tài)完整設(shè)備的形式。 新層次結(jié)構(gòu)的一個關(guān)鍵亮點在于，提出了一個連續(xù)完備性——可以接受不同級別的算法性能，這取決于神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)執(zhí)行基本操作的準確性。這種完備性的連續(xù)性意味著，新的層次結(jié)構(gòu)可以使用所有可用的模擬和數(shù)字神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)來實現(xiàn)，包括那些為了執(zhí)行速度或能量效率而犧牲準確性的系統(tǒng)。 圖2 類腦計算機層次結(jié)構(gòu)(左)與現(xiàn)有通用計算機(右)的對比 完備性的連續(xù)還允許算法的在同一硬件上的不同運行。例如，探索如何根據(jù)芯片大小來權(quán)衡算法精度，以降低功耗。研究人員在三個任務(wù)的算法執(zhí)行中展示了這一方面(“駕駛”無人駕駛自行車、模擬鳥群的運動以及執(zhí)行稱為QR分解的線性代數(shù)分析)。每個任務(wù)使用三個典型的神經(jīng)形態(tài)完備硬件平臺來執(zhí)行：作者自己的神經(jīng)形態(tài)芯片，通用計算機中使用的圖形處理單元，一個基于憶阻器設(shè)備的平臺，可以加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運行。 這種層次結(jié)構(gòu)具有極大的創(chuàng)新性，主要表現(xiàn)為兩點： 1)能夠比較實現(xiàn)相同算法的等效版本的不同硬件平臺，以及在相同硬件上實現(xiàn)的不同算法。這兩個都是對神經(jīng)形態(tài)架構(gòu)進行有效基準測試的關(guān)鍵任務(wù)。將通用的圖靈完備硬件(GPU)包含在他們的驗證實驗中也是非常有價值的，因為這表明在某些應用中，層次結(jié)構(gòu)可以潛在地用于證明神經(jīng)形態(tài)設(shè)備優(yōu)于主流系統(tǒng)。 2)有可能將算法和硬件開發(fā)分開。如果要獲得底層神經(jīng)形態(tài)架構(gòu)的益處，算法規(guī)模和復雜性將需要隨著時間的推移而增加。因此，這種分離將有助于研究人員專注于研究問題的特定方面，而不是試圖找到完整的端到端解決方案。這可能會導致對問題的更好理解，并為未來更高性能的神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計提供信息。 結(jié)語 面對即將到來的計算機架構(gòu)發(fā)展黃金十年，類腦計算被認為是最有希望的方案之一。 清華大學團隊所提出的類腦計算系統(tǒng)設(shè)計思路，是在現(xiàn)有計算機架構(gòu)基礎(chǔ)上，加入類腦計算芯片、從而引入空間復雜性和時空復雜性。這樣既可以保持原有計算機處理結(jié)構(gòu)化信息的的優(yōu)勢，又可以利用類腦計算芯片提升處理非結(jié)構(gòu)化信息的能力。 團隊將堅持計算機科學和神經(jīng)科學融合的技術(shù)路線，并充分利用新型非易失性存儲器件(包括憶阻器)的特殊性質(zhì)，發(fā)展適合這些器件的新的計算模型和算法，構(gòu)建完全新型的智能計算體系。

    半導體 類腦芯片 類腦計算 天機芯片

  • 臺積電總裁魏哲家表示第四季度不出貨華為，不乘機漲價

    據(jù)臺媒報道，在上周召開的法說會上，晶圓代工龍頭臺積電就近期市場有關(guān)供應鏈方面調(diào)整的擔憂作出回應，同時再度上調(diào)今年產(chǎn)業(yè)與公司展望。 否認三聯(lián)“不出貨華為”“不談許可申請進度”“不乘機漲價” 對于市場憂心潛在的供應鏈調(diào)整，是否會導致重復下單與庫存風險升高，魏哲家則說，客戶庫存雖維持高于季節(jié)性的水位，但對此不太擔心，因疫情加速數(shù)字轉(zhuǎn)型，并創(chuàng)造許多半導體相關(guān)需求。 魏哲家認為，雖然客戶高于季節(jié)性的庫存水位，估將維持一段時間，但在5G、HPC(高性能計算機群)等應用長期趨勢不變下，有信心明年、2022 年需求會跟上，足以緩解市場對庫存水位的擔憂。在此之前，有臺媒指出，多家臺灣IC設(shè)計廠陸續(xù)接獲大陸晶圓代工廠通知，將減少供應非陸系IC設(shè)計客戶產(chǎn)能，甚至先前預訂的產(chǎn)能也被削減。 當被問及是否取得華為供貨許可時，魏哲家則不作評論，僅回應會遵循法律規(guī)定，對于不必要的猜測不作回應，華為許可證的申請狀態(tài)暫不對外透露。針對四季度是否會出貨給華為的提問，魏哲家表示，禁令要求自9月15日若未得到美國相關(guān)部門頒發(fā)的許可不得供貨華為。因此“在第四季度，臺積電不能出貨給華為?！? 對于近來8英寸產(chǎn)能供不應求，代工市場漲價傳言不斷，市場關(guān)心臺積電8英寸代工價格是否也會因此調(diào)漲。 對此，魏哲家說：“(我們)與客戶是合作伙伴關(guān)系，不會(在這個時候)乘機漲價?！边@一回應也讓此前有關(guān)臺積電調(diào)漲代工價格的傳言不攻自破。 另外，被問及中芯國際遭美禁運一事，魏哲家表示，針對中芯國際被美國加以限制，臺積電仍在評估此事對于半導體行業(yè)的影響。 3季度業(yè)績大增 明年5nm營收可望增至兩成 臺積電昨(15)日公布第三季度業(yè)績報告。財報顯示，臺積電第三季度合并營收約新臺幣3564.3億新臺幣(121.4億美元)，同比增加21.6%;凈利潤高達1373億新臺幣(47.8億美元)，較上年同期上漲35.9%。 按制程來看，5nm制程出貨占臺積電今年第三季晶圓銷售金額的8%;7nm及16nm制程出貨分別占全季晶圓銷售金額的35%和18%。 總體而言，臺積電先進制程(包含16nm及更先進制程)的營收達到全季晶圓銷售金額的61%。 另外，魏哲家在法說會上批露，5nm制程已于今年第二季開始量產(chǎn)，預計將占2020年5nm制程收入將貢獻營收的8%，明年營收貢獻將接近、或超過20%，而基于3D IC 技術(shù)平臺的先進封裝測試等營收，未來幾年成長幅度將稍優(yōu)于公司平均水平。 另外，魏哲家進一步透露，以5nm為基礎(chǔ)，臺積電也進一步拓展4nm制程技術(shù)，預計2021年第4季試產(chǎn)，目標 在2022年下半年量產(chǎn);至于3nm會維持先前預期，2021年進入風險性試產(chǎn)，目標在2022年量產(chǎn)。據(jù)了解，與5nm制程相比，3nm的密度提升70%，速度提升10%~15%，功耗降低25%~30%。 再度上調(diào)今年展望 在上季法說會上，臺積電上調(diào)產(chǎn)業(yè)與公司營運展望，周四(15日)法說會則二度上調(diào)，魏哲家表示，今年全球經(jīng)濟雖受疫情影響，但疫情也加速數(shù)字轉(zhuǎn)型，且在5G加持下，智能手機以及新興的多元化應用需求，將持續(xù)豐富半導體需求成長。 魏哲家預估，今年半導體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(不含內(nèi)存芯片) 將成長4-6%，晶圓代工產(chǎn)值估成長近20%，均較上季小幅調(diào)升;而臺積電先進制程技術(shù)維持產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先地位，且5G智能手機、HPC動能強勁，客戶看好終端應用前景，先進制程需求仍相當暢旺，估今年美元營收將成長30%。 在資本支出方面，臺積電上季上調(diào)今年資本支出至 160-170 億美元，財務(wù)長黃仁昭指出，為滿足客戶需求，今年資本支出估約 170 億美元，維持上季預估值的高標。

    半導體 華為 晶圓 臺積電

  • 在集成電路封測領(lǐng)域，長電科技率先實現(xiàn)智能制造

    作為全球領(lǐng)先的半導體微系統(tǒng)集成和封裝測試服務(wù)提供商，10月中旬江蘇長電科技股份有限公司(下稱：長電科技)亮相在上海新國際博覽中心舉辦的”IC CHINA 2020“，并且為大眾帶來多項創(chuàng)新技術(shù)與智能制造。 近年來，長電科技已率先在集成電路封測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了智能制造，助力企業(yè)打造全球領(lǐng)先的集成電路產(chǎn)業(yè)基地。通過高集成度的晶圓級WLP、高密度扇出型(HDFO)2.5D / 3D、高密度系統(tǒng)級(SiP)封裝技術(shù)，高性能的Flip Chip，多芯片(4-32芯片)堆疊存儲，和FCoL高密度QFN等封裝技術(shù)以及相應的晶圓芯片測試(CP)，功能測試(FT)和系統(tǒng)級測試(SLT)等，長電科技的產(chǎn)品和技術(shù)涵蓋了主流集成電路系統(tǒng)應用，包括網(wǎng)絡(luò)通訊、移動終端、高性能計算、車載電子、大數(shù)據(jù)存儲、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智造等領(lǐng)域。 在本次IC CHINA上，長電科技重點展示了其系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)、大尺寸倒裝芯片球柵格陣列封裝(FCBGA)技術(shù)和扇出型晶圓級封裝(eWLB)技術(shù)等。 據(jù)介紹，長電科技在封測技術(shù)各層面均處領(lǐng)先水平，特別是在5G方面，長電科技在大尺寸FCBGA、SiP、 AiP封裝等方面已經(jīng)掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，產(chǎn)品大量應用于通訊產(chǎn)品及智能穿戴產(chǎn)品中。 以5G手機為例，大量增長的射頻器件需要放置在有限的空間里，這就對設(shè)計和封裝的技術(shù)都提出了非常高的要求。而長電科技本次展出的SiP技術(shù)就能夠很好的滿足5G對射頻模組的封裝技術(shù)要求。 除了5G，長電科技還將聚焦AI、汽車、存儲等主流應用市場，針對不同市場的需求規(guī)劃系統(tǒng)級封裝技術(shù)演進路標，從SiP的高集成、高密度、高復雜性等方面入手，形成具差異化的解決方案，逐步實現(xiàn)從單面成型SiP轉(zhuǎn)向雙面成型SiP、基于嵌入式基板的SiP封裝以及多層3D SiP等更先進的系統(tǒng)級封裝技術(shù)。 從整個公司業(yè)務(wù)方面看，長電科技提供的半導體微系統(tǒng)集成和封測服務(wù)涵蓋了低、中、高端各種集成電路封測范圍，提供全方位的系統(tǒng)集成一站式服務(wù)，包括晶圓中測、晶圓級中道封裝及測試、集成電路封裝設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品認證、系統(tǒng)級封裝及測試并可向世界各地的半導體供應商提供直運。 除了創(chuàng)新技術(shù)外，長電科技對生產(chǎn)自動化和智能化也在不斷探索，通過對設(shè)備本身的自動化和信息化改造，完成了物流和生產(chǎn)上下料的自動化。 本次展會也專門搭建了智能設(shè)備展示區(qū)，展示了一款配置有RFID傳感器的APR500智能機器人，主要用于半導體制造領(lǐng)域的智能片盒運輸，并能夠與工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行交互。半導體產(chǎn)線搬運機器人以高靈活性、適用于高凈化等級廠房、運載量大、物料可追溯、操作簡便兼具高安全性等智能優(yōu)勢助力現(xiàn)代工廠實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型， 長電科技已邁上智能制造的新臺階。 隨著新基建、5G通訊、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)大規(guī)模的走向量產(chǎn)，新的機遇和市場空間不斷涌現(xiàn)，長電科技的綜合優(yōu)勢正被充分發(fā)揮，并不斷擴大，為集成電路產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康、快速、有序地發(fā)展做出貢獻。

    半導體 集成電路 封測 長電科技

  • AMD、Intel、NVIDIA三大巨頭芯片之戰(zhàn)

    AMD Zen 3桌面端處理器正式發(fā)布，將Intel、AMD、NVIDIA三大芯片巨頭的激勵競爭推向高潮。從紙面參數(shù)上來看，Zen 3桌面端CPU已經(jīng)實現(xiàn)了對Intel十代酷睿的超越。而在GPU市場中，AMD同時也對NVIDIA的霸權(quán)構(gòu)成了巨大威脅，在9月初發(fā)布的RTX3000系列，讓我們看到了NVIDIA在高端顯卡上的性價比。 AMD明顯已經(jīng)讓CPU霸主Intel和GPU霸主NVIDIA都感受到了巨大的壓力。 那么在通用芯片領(lǐng)域，AMD究竟能掀起多大的變化就成了一個很值得探討的問題。 一、AMD較Intel優(yōu)勢更加明顯 Zen 3處理器的發(fā)布，讓AMD較Intel的優(yōu)勢進一步凸顯。 AMD Zen 3在性能方面的進步非常顯著。Zen 3重新調(diào)整了CCX與核心布局、緩存體系，再次顯著提升了IPC和最高加速頻率，相比上一代IPC有19%的顯著提升，最高加速頻率從4.7GHz提升到了4.9GHz。對比Intel，在多核性能方面AMD的優(yōu)勢繼續(xù)得到鞏固，在單核性能表現(xiàn)上，AMD進一步縮小了和Intel的差距。 AMD Zen 3的性能提升已經(jīng)足夠令人感到振奮，但真正令人驚喜的是AMD在能效方面的巨大進步。Zen 3是Zen、Zen+、Zen 2之后的第三代新架構(gòu)，盡管依然采用了和Zen 2相同的臺積電7nm工藝，但相比初代Zen架構(gòu)，Zen 3架構(gòu)實現(xiàn)了每瓦性能2.4倍的大幅提升，把熱設(shè)計功耗保持在了105W。 對比Intel，據(jù)AMD官方介紹，采用Zen 3架構(gòu)的新款銳龍9處理器能效比是i9-10900K的2.8倍。 從實際體驗來看，基于Zen 3架構(gòu)的全新一代AMD銳龍5000系列桌面級處理器在重度工作負載方面或?qū)⒄紦?jù)領(lǐng)先地位，其中AMD銳龍9 5900X處理器和上代產(chǎn)品相比，在選定游戲中性能提升高達26%。性能顯著提升、能效比優(yōu)勢進一步凸顯，重度工作負載和游戲表現(xiàn)大幅提升。 AMD Zen 3的這些優(yōu)異表現(xiàn)，都建立在7nm工藝的基礎(chǔ)上。說到底，AMD相對Intel最大的優(yōu)勢，就是率先采用了臺積電7nm先進工藝制程。Intel的桌面級處理器，無論是今年4月發(fā)布的10代酷睿Comet Lake，還是明年一季度將要發(fā)布的11代酷睿Rocket Lake采用的依然都是Intel的14nm工藝。 所以現(xiàn)在CPU市場的情況，簡單來講就是AMD在臺積電先進制程工藝平臺上有了更好的表現(xiàn)，這使得AMD徹底發(fā)揮出先進制程的優(yōu)勢，并以這種領(lǐng)先優(yōu)勢不斷動搖Intel在CPU市場的長期霸權(quán)。 二、AMD對NVIDIA構(gòu)成巨大威脅 GPU市場的情況和CPU市場有些類似。在過去的近20年中，和Intel一樣，NVIDIA同樣逐漸在全球GPU市場中建立起了牢不可破的霸權(quán)。到了現(xiàn)在，NVIDIA同樣需要面臨AMD憑借先進制程工藝發(fā)起的挑戰(zhàn)。2000年之后，全球GPU市場中只剩下NVIDIA和AMD兩個玩家，AMD也只在2004-2005年市場份額短暫超過NVIDIA，其余時間NVIDIA一直相對AMD保持著巨大的優(yōu)勢。 數(shù)據(jù)顯示，在2018年第四季度，兩者的差距擴大到了極致，在當時的GPU市場中，NVIDIA份額超過81%，而AMD的市場份額只有19%。絕對的市場主導地位，讓NVIDIA直接把RTX2000系列的高端消費級顯卡賣到了上萬元。然而到了2019年，AMD率先推出全球首款7nm游戲顯卡AMD Radeon? Ⅶ，一舉扭轉(zhuǎn)了局勢。 2019年的GPU市場，AMD的份額上漲了近10個百分點，相應的NVIDIA的市場份額下降了近10個百分點，2020年這個趨勢仍在持續(xù)。為了應對AMD的先進制程工藝挑戰(zhàn)，在今年9月1日，NVIDIA正式發(fā)布基于全新Ampere架構(gòu)GPU的GeForce RTX 30系列顯卡。新一代的Ampere GPU在性能和特性上有著飛躍式的進步。 在制程工藝方面，也從臺積電的12nm特色工藝變成了三星8nm特色工藝，而在價格方面，NVIDIA更是作出了令人吃驚的讓步。舉例來說，傳統(tǒng)性能方面RTX 3080能超越上代旗艦顯卡RTX 2080 Ti 28%左右，而且首發(fā)價格差不多只有RTX 2080ti的一半。NVIDIA之所以突然變得如此具有“性價比”顯然并不是因為“良心發(fā)現(xiàn)”，而是受到了AMD實實在在的市場威脅。 在AMD近日處理器發(fā)布會的最后階段，AMD還披露了新顯卡的一些信息，蘇姿豐博士在會上表示，RX 6000系列Big Navi將是AMD打造的性能最強的游戲GPU，這無疑是AMD在顯卡市場吹響了又一輪向NVIDIA發(fā)起進攻的沖鋒號。 三、背后的晶圓代工暗戰(zhàn) 從蘇姿豐博士2014年10月上任AMD CEO到2019年的5年里，AMD在CPU和GPU市場雙線作戰(zhàn)，2019年同時在兩大市場雙雙豐收。AMD的這一波逆襲，被稱為“硅谷最偉大的卷土重來之一”。 不容忽視的是，AMD的“卷土重來”建立在先進制程工藝的基礎(chǔ)上。更確切地講，正式配合臺積電先進制程工藝不斷革新架構(gòu)，才有了AMD近年來在通用芯片市場的巨大成功。同樣的，Intel和NVIDIA的市場霸權(quán)之所以被AMD動搖，最根本的原因也是因為他們在先進制程方面的相對保守。 Intel在先進制程方面的落后，歸根結(jié)底是因為其所堅持的IDM模式，被臺積電的Foundry模式所超越。而NVIDIA在先進制程方面的保守，則是因為NVIDIA在市場中的巨大成功，令其缺乏更新制程工藝的動力。如今AMD憑借先進制程工藝“卷土重來”，引發(fā)了通用芯片巨頭們在先進制程工藝領(lǐng)域的“鯰魚效應”。 現(xiàn)在無論是NVIDIA抑或是Intel都明顯加快了各自在先進制程工藝領(lǐng)域的布局，NVIDIA聯(lián)合起了三星半導體，而Intel則加快了其10nm生產(chǎn)線建設(shè)。所以通用芯片巨頭間的這些明爭暗斗，其實也對全球晶圓代工行業(yè)產(chǎn)生了顯著影響。當然，這些通用芯片巨頭間的爭斗，和中國同樣也有緊密的聯(lián)系。 四、國產(chǎn)芯任重道遠 目前來看，雖然Intel、AMD和NVIDIA都是三家美國企業(yè)，但對他們之間的競爭態(tài)勢，我們卻不能只是看熱鬧。 一方面，我們目前無法擺脫對這些通用芯片巨頭的依賴。 無論是CPU還是GPU，目前全球也只有這三家公司能夠設(shè)計生產(chǎn)，國產(chǎn)自研芯片雖然有了一些成果并且已經(jīng)可以投入市場，比如說龍芯、兆芯的一些產(chǎn)品已經(jīng)可用，但想要做到完全替代Intel、AMD和NVIDIA的產(chǎn)品，目前還并不現(xiàn)實。而這些通用芯片除了應用于消費級市場，用在臺式機電腦和筆記本電腦上，還被大規(guī)模的應用于服務(wù)器中。更進一步說，其實目前蓬勃發(fā)展的云計算技術(shù)，就需要大量的服務(wù)器支持，并不能擺脫對Intel、AMD和NVIDIA這些通用芯片巨頭的依賴。 另一方面，這些通用芯片巨頭早已不是單純只做通用芯片。 Intel、AMD和NVIDIA三大通用芯片巨頭固然是做CPU、GPU這類通用芯片起家的，目前主要做得也還是這些，但卻絕不局限于此。 Intel從2014年就開始做AI芯片，目前其AI芯片發(fā)展已經(jīng)進入成熟階段。除了自研基于CPU、GPU的AI芯片外,還收購了Moviduis、Nervana及Habana等AI芯片公司。AMD在AI芯片方面同樣也在努力進取。 NVIDIA的GPU之前被大量應用于人工智能計算，目前NVIDIA無論硬件、抑或軟件算法在人工智能領(lǐng)域都頗為領(lǐng)先。除此之外，NVIDIA近期努力推進收購ARM的事項，一旦NVIDIA完成對ARM的收購，那么國產(chǎn)自研基于ARM指令集的芯片都會大受影響。 Intel、AMD和NVIDIA三巨頭的影響力又不僅限于通用芯片，三巨頭之間的大戰(zhàn)，最后終將對我國產(chǎn)生直接影響。只有國產(chǎn)芯片、國產(chǎn)半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我國半導體行業(yè)才能跳出巨頭的影響。

    半導體 芯片 處理器 AMD

  • 中國全力發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè)，以期達到世界一流水平

    什么是第三代半導體呢? 半導體發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一代半導體的材料是以硅和鍺為代表，第二代半導體有了砷化鎵，磷化鎵等材料為代表是4G時代的主力，第三代半導體則是以氮化鎵，碳化硅，氧化鋅，氧化鋁，金剛石為代表，更合適在高頻，高功率及高溫環(huán)境下工作，這是各國在集成電路領(lǐng)域中競相追逐的戰(zhàn)略制高點，將對產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生重大的影響。 為什么我們國家現(xiàn)在如此重視半導體的發(fā)展，原因大家都知道，就是以美國為首的國家對我國實行芯片禁令。 我國每年進口芯片的規(guī)模達到3000億美元，買芯片所花的錢是買石油的2倍之多，石油我國可以全球購買，沙特貴了就買俄羅斯的，俄羅斯的貴了可以買伊朗的，但是芯片的大賣家就只有一個那就是美國，在高端芯片被美國把持怎么也繞不開這條路。 我國目前走的是全球化道路強調(diào)產(chǎn)業(yè)分工，美國在芯片產(chǎn)業(yè)具有強大的領(lǐng)先優(yōu)勢，本來花錢就可以解決的事，但是現(xiàn)在美國一根筋不賣高端芯片給中國，這就讓美國自己的芯片產(chǎn)業(yè)遭受打擊，因為全球除了中國，任何一個國家不能吃下美國的芯片單量。 而美國現(xiàn)在對打擊中國的決心非常大，寧愿自己蒙受重大損失，也要把中國的高科技按死，這就逼迫中國自己另起爐灶在芯片全產(chǎn)業(yè)鏈上實現(xiàn)獨立自主，我國現(xiàn)在的芯片制造能力和美國有一段距離的差距，比如美國德州儀器一家公司就擁有125000種模擬芯片，而中國全國也不過5000種。 中芯國際是中國內(nèi)地規(guī)模最大，技術(shù)最先進的集成電路芯片制造企業(yè)排名全球前五，粗聽中芯國際的世界排名還可以，但是全球市場占比還不足5%。 最近中芯國際從美國退市進入科創(chuàng)板，擺明了是要擺脫美國的控制全力為華為等本國企業(yè)提供服務(wù)，美國政府當然不會坐視不管，放風要將中芯國際列為實體黑名單。 而目前還有一個《瓦森納協(xié)定》也對中國很不利，這個協(xié)定的全稱叫做《關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技術(shù)出口協(xié)定》由美國，日本，韓國，澳大利亞等42個成員國，唯獨就是沒有中國，中國是這個協(xié)定所針對的國家，在中芯國際建廠時為了繞開這個協(xié)定從第三方進口二手設(shè)備非常艱難。 最近國家出臺了一系列政策，對半導體企業(yè)實行10年免稅，科創(chuàng)板快速融資，產(chǎn)學研相結(jié)合，設(shè)置集成電路一級學科，這些措施非常強力，在十四五規(guī)劃中將大力發(fā)展第三代半導體為重點項目，確定了在5年內(nèi)做到芯片國產(chǎn)化率70%。 舉全國之力快速發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮“兩彈一星”的精神，必將可以將芯片全產(chǎn)業(yè)建立起來，并且達到世界一流水平的高度。

    半導體 半導體 中國 第三代

  • 獨立顯卡，被NVIDIA和AMD放棄，Intel卻選擇進軍

    上個世紀末期，由于電腦圖形處理能力弱，3D游戲畫面慘不忍睹，即使最頂級的3D加速卡也無法駕馭高分辨率游戲，高分辨率是800x600。因而，當時3dfx公司推出雙顯卡方案超前技術(shù)。 而大名鼎鼎的《仙劍奇?zhèn)b傳》的分辨率是320x240，對于今天的玩家來說實在是難以理解。 既然一塊3D加速卡不夠，那就兩塊并聯(lián)怎么樣?3dfx的第二代產(chǎn)品，支持雙卡并聯(lián)的Voodoo 2在1998年前后成為全球電腦玩家爭相購買的寶貝，熱度絲毫不亞于iPhone手機——當然前提同樣是不差錢。 后來3dfx被英偉達(NVIDIA)收購，雙卡并聯(lián)(SLI)技術(shù)也被后者收入囊中，之后的十幾年里雙卡并聯(lián)平臺一直是頂級玩家的摯愛，雙卡還不夠，所以變成了多卡。 收購了ATi的AMD成為NVIDIA在顯卡領(lǐng)域的唯一競爭對手，不甘示弱地推出了屬于自己的雙卡并聯(lián)方案，名曰交火(CrossFire)。 時至今日，情況發(fā)生了很大變化，不論是兩塊獨立顯卡，還是集成顯卡加獨立顯卡(這種方案相當別扭實際效果相當令人失望)，或者一塊雙芯顯卡(貴得出奇)，AMD和NVIDIA兩家似乎都已經(jīng)不感興趣了，漸漸地從硬件到軟件不再提供任何支持。 為什么會這樣呢? 從1997年誕生的Voodoo 2開始，雙卡并聯(lián)功能的出現(xiàn)，主要是為了應對頂級顯卡也不夠用的場合。經(jīng)過了二十多年的發(fā)展與變遷，這一最最基本的精神依舊沒有動搖。這樣一來，如果不是最頂級的顯卡如RTX 3090，其他顯卡根本沒有組建并聯(lián)的必要。 也許有人會說，兩塊次高端顯卡加起來可能比一塊頂級顯卡便宜，而每塊顯卡的理論性能又超過了頂級顯卡一半。沒錯，沒錯，以RTX 30系列為例，RTX 3090的價格是3080的兩倍，但性能卻遠不及兩倍。 然而，大家可別忘了SLI是有損耗的，實際性能遠不及翻番，甚至能提高30%就不錯了，奔著性價比去組建SLI，從而避開昂貴的高端旗艦卡，這種想法其實是比較幼稚的。 再者，多顯卡系統(tǒng)大幅增加了DIY的難度，提升了空間需求和整機功耗，還降低了兼容性，不論從哪個角度看都是事倍功半的做法。 頂級顯卡的銷量本來就不算大，而且今年的頂級雙卡平臺明年又會過時，換新成本也要翻倍，所以這種方案對于玩家來說其實也是吃力不討好，NVIDIA和AMD都看清了這種趨勢，所以雙雙決定淡出該領(lǐng)域也是合情合理。 但是，重新進軍獨立顯卡的英特爾看起來對這種技術(shù)很有興趣，原因很簡單也很殘酷，既然性能落后，就得數(shù)量來湊。 近日SiSoftware的數(shù)據(jù)庫里，赫然出現(xiàn)了兩款全新的Intel Xe顯卡，其中一塊包含128個執(zhí)行單元和1024個流處理器，這是迄今為止已出現(xiàn)的Intel Xe顯卡的最高規(guī)格。 作為對比，Tiger Lake中集成的DG1獨立顯卡應該是96個執(zhí)行單元和768個流處理器?？吹竭@里你發(fā)現(xiàn)了什么?雖然是獨立顯卡，似乎沒什么明顯的優(yōu)勢啊，這還怎么玩? 新卡的核心頻率創(chuàng)下新高達到了1.4GHz，同時擁有1MB的二級緩存和3GB的顯存。 毫無疑問，這樣的新顯卡對于英特爾自己來說是個進步，拿到市場上和AMD或NVIDIA正面剛是不現(xiàn)實的。 SiSoftware里的另一個顯卡性能更強一些，包含192個執(zhí)行單元和1536個流處理器，但意外的是檢測顯示這是一塊雙卡，很可能是96單元核顯與96單元獨顯的組合。 再往下看，2MB的二級緩存和6GB的顯存，明顯也是對應雙GPU而存在的。至于這是單卡雙芯還是雙卡并聯(lián)，目前還是個未知數(shù)。 平心而論，老玩家們對Intel出新獨立顯卡這件事，已經(jīng)有些審美疲勞了。 上個世紀的i740勉強在中低端領(lǐng)域占領(lǐng)了一席之地，之后英特爾就只能做集顯或核芯顯卡了，整整二十年的空白是很難補上的。十幾年前，英特爾就大張旗鼓地想做Larrabee，結(jié)果雷聲大雨點小，產(chǎn)品失敗不了了之。 這些年英特爾從未放棄過進軍獨立顯卡的渴望，卻又一直沒有突破性的進展。更雪上加霜的是，ARM不斷侵蝕英特爾的基業(yè)，NVIDIA收購ARM進一步加大了威脅，AMD在CPU領(lǐng)域已經(jīng)保持了兩年以上的領(lǐng)先優(yōu)勢——這在之前英特爾與AMD的競爭歷史中是從未有過的，英特爾面臨著格羅夫時代以來最嚴峻的局面，難免顧此失彼。

    半導體 英特爾 顯卡 圖形處理

  • 單線程CPU市場中，AMD反超英特爾

    2017年3月，英特爾Ryzen處理器上市，隨后，AMD成為英特爾在CPU市場的重要競爭對手。在Ryzen到來之前，AMD在2016年底僅占據(jù)了CPU市場不到18%的份額。 最新的第三方估計顯示，這家芯片制造商現(xiàn)在控制了接近37%的市場。其他來自視頻游戲平臺Steam等的可靠估計也表明，AMD一直在不斷蠶食英特爾的CPU主導地位。而AMD還沒有完成在CPU方面對英特爾的錘煉--尤其是在其最新的Ryzen 5000 CPU到來之后。這就是原因。 在單線程CPU性能方面，英特爾歷來比AMD享有優(yōu)勢，而AMD認為單線程性能對普通用戶和游戲愛好者來說都比較重要。但AMD最近一直在通過提升CPU的時鐘速度來彌補單線程性能的差距。 AMD憑借新的Ryzen 5000處理器在這方面可能已經(jīng)超過了英特爾。根據(jù)AnandTech進行的測試，基于最新的Zen 3微架構(gòu)的AMD Ryzen 9 5900X處理器在單線程性能上比英特爾基于Tiger Lake的競爭產(chǎn)品Core i7芯片高出6%。 相比上一代Ryzen 9 3950X(基于Zen 2架構(gòu))，AMD這次成功實現(xiàn)了17.8%的單線程性能提升。至此，AMD可能在十多年后重新奪回了單線程性能的桂冠。 根據(jù)AMD自己的說法，高端的Ryzen 5000處理器可以比上一代芯片的游戲性能提升26%。AMD還宣稱，該芯片在游戲性能上比競爭對手英特爾芯片快7%。 但現(xiàn)在性能的提升將付出一定的代價。AMD似乎已經(jīng)放棄了之前低價競爭英特爾芯片的策略，相比前代芯片的價格，AMD全面提升Ryzen 5000處理器的價格。顯然，AMD希望將其單線程性能優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為更多的錢。但這是正確的做法嗎? 現(xiàn)在，AMD似乎已經(jīng)在單線程性能上超越了英特爾，該公司向消費者索要溢價也就不足為奇了?？紤]到其在CPU市場上日益增長的影響力，以及其芯片相對于英特爾所享有的技術(shù)優(yōu)勢，這家芯片制造商現(xiàn)在處于漲價的有利位置。 AMD的Ryzen 5000處理器基于上一代Zen 2處理器所采用的7納米(nm)工藝的改進版，使芯片制造商能夠提供更好的性能和速度提升。另一方面，英特爾在2021年第一季度推出第11代Rocket Lake桌面處理器時，預計仍將停留在14納米工藝上。 有傳言稱，英特爾可能要到2021年下半年才會推出第12代10納米Alder Lake處理器，與AMD的7納米工藝競爭。 因此，AMD很可能繼續(xù)享有對英特爾的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，特別是考慮到根據(jù)傳言，AMD可能會在2021年底之前憑借Zen 4微架構(gòu)向5納米制造工藝轉(zhuǎn)變。

    半導體 英特爾 AMD 中央處理器

發(fā)布文章