万国高通银行,中国目前光刻机处于怎样的水平?
关于国产光刻机目前处于什么水平,网上的各种消息让人搞的有点乱。一边有人说我们的光刻机仍然处于90nm水平,一边又有人说我们的光刻机已经处于5nm水平了,国产光刻机究竟什么水平?
国产光刻机目前什么水平关于这个90nm和5nm水平,大部分是混淆了两个机器,虽然这两个机器名字只有一字之差,但是它所代表的意义就大不相同。
国产光刻机水平:目前是90nm水平,其它更加先进的仍旧处于实验室阶段,想要实现商用还需要很长一段时间。
2018年时中科院的“超分辨光刻装备研制”通过验收,它的光刻分辨力达到22nm,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10nm级别的芯片。
但是这也是仅仅处于实验室阶段,也就是想要真正的投入商用还是需要很长一段时间。
国产蚀刻机水平:中微半导体做的蚀刻机已经达到了5nm水平,也得到了台积电的相关认证,可以说是非常领先的。
这里大部分人就是混淆了这个光刻机和蚀刻机两个概念,虽然它们只有一字之差,但是意义却大不相同。全球能做顶级蚀刻机的有好几家,而能做最顶级光刻机的只有荷兰的ASML一家。
光刻机和蚀刻机在芯片生产过程中,光刻机相当于在一块晶圆上复印了一张画的图案(也就是芯片内部电路图的图案)而蚀刻机作用就是把光刻机复印的图案进行雕刻。
相比于光刻机,蚀刻机的地位并不是非常的重要,因为全球范围能做顶级蚀刻机的有好几家厂商,能做顶级光刻机的只有ASML一家独大。佳能和尼康也可以做光刻机,但是与ASML根本不是一个级别的。
可以说在芯片生产过程中,光刻机相当于一个人体的头部起着控制作用,而蚀刻机只能说是人体的四肢。脑部有选择性,它可以不用你这个四肢,也就是换用其它家的顶级蚀刻机,而光刻机就独此一家。
能不能拆解复制光刻机笔者前段时间在刷短视频时,刷到了三星西安工厂订购的ASML光刻机在西安国际机场进行卸货,下面都在评论说直接给它扣下来用于拆解复制。
其实这是一个非常愚蠢至极想法,它不仅仅影响的我们国家的国际影响,也让其它国家不再敢和我们进行合作。
并且三星西安工厂主要是生产内存颗粒,它用的光刻机并不是荷兰ASML生产的顶级光刻机,扣下来也做不了顶级芯片。也可以这么去说,就算你把它扣下来,虽然机器在我们手上,但是和废铁并没有什么两样。
这种机器都安装了各种保护,高精度的电子陀螺仪,一旦机器出现移动以及有拆解动作就会远程自动锁机。想要解锁只能去找厂商人员进行解决,也需要重新调试。
这一点在一些高端进口机床上也是如此,机器想要移动位置,必须提前进行报备,由厂家工程师进行解决。如果自己未经厂商允许移动了位置,只会是被锁机。
结语光刻机所需要的核心部件都是全球顶级厂商提供,这些部件很多我们国内水平是达不到的。例如光刻机的镜头,是由德国的蔡司公司提供,需要经过几十年甚至上百年的技术积累沉淀。
而我们在光刻机领域仍需要进行努力,加大科研投入,重视人才,集体合心,仍旧会取得重要突破。
这里也要说一下,并不是90nm光刻机就什么也用不了。很多芯片仍旧需要它来进行加工,例如手机上的蓝牙芯片、射频芯片、功放芯片、电源管理芯片等,以及日常所用的路由器芯片、各种电器驱动芯片等需要用到这种光刻机。
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高通骁龙865外挂5G基带?
文/小伊评科技
当然不会,外挂基带最大的问题是功耗发热以及需要更大的主板面积,至于信号传输问题差别并不是很大。
大家应该都知道,手机的SOC其实是一个”聚合体“其中内置了诸如CPU,GPU,DSP等等组织,如下图所示,每一个区域都分别负责不同的功能。把各个组件聚合起来虽然可以起到一定的提升数据交换速率的作用,但是这种作用其实是微乎其微的。因为集成电路之间信息的传递速度本来就是极快的。手机SOC之所以要做到如此高的集成度其实本质上还是因为机身体积所限罢了,个人电脑上的各种网卡芯片不也都是独立安装的么,甚至有些还是通过USB连接的,性能也并不一定比手机差,所以集成也好外挂也罢对于网络信号的影像是微乎其微的。
与其担心外挂基带的性能问题,还不如把重点放在发热以及内部空间占用的问题上。
外挂基带最大的问题其实就在于更占地了,这一点上历代的苹果手机最具发言权,因为苹果所有的机型都是外挂基带。而为了解决外挂基带占地的问题,苹果不得不采用了双层主板的形式来放置体积比较硕大的SOC以及基带芯片,而这种双层主板的做法就会导致手机热量的聚集,尤其是今年的iPhone11的SOC和基带芯片竟然是叠加在一起的,两大发热体放在一起,发热量不大才怪,这也就是为什么历代iPhone机型的发热控制都不算太好的原因之一。
而今年的小米10采用的同样也是外挂基带,也就意味着手机内会多出另外一个发热体,那么就算在SOC发热量不变的情况下,整机的发热量当然会更大了,所以今年的小米10也不得不用上提及硕大的均热板来压制骁龙865+骁龙X55的发热(如果发热量不大的话何必采用如此奢华的散热配置呢?既占用空间还增加成本)
另外就是对于空间的占用了,这一点也很好理解,多出的一块基带芯片必须要有地方来安置,那么解决办法只有两个,其一就是扩大手机的体积加厚加大,其二就是缩减其他的配置来达到减少空间占用,所以笔者可以很确定的告诉你,今年所有搭载骁龙865的机型体积和重量都小不了,200g以上的重量是跑不了了。
集成基带也是有局限的
集成基带由于受到制程的限制所以为了平衡整体的功耗以及发热不得不对整个SOC的一些性能做一些阉割,譬如麒麟990 5G为了放入5G基带不得不在性能方面做出妥协,而且还将把龙5000基带芯片的性能做了一定的阉割,取消了对毫米波的支持,最大下载速度也有所阉割。这其实主要还是因为7nm制程无法满足需求所造成的,等到5nm制程商用之后,这个问题就会得到妥善的解决,所以说如果你对于集成和外挂比较在意的话不妨等一等,今年的麒麟1000以及骁龙875的综合表现会更上一层楼。
end 希望可以帮到你荷兰光刻机由来?
光刻机是顶级科技的合成体,也就是说光刻机决定着现代科技技术先进程度,光刻机是制造纳米芯片的核心设备,没有光刻机那就是没有高端芯片,世界上顶级光刻机就是荷兰生产组装的光刻机,很多人都在百思不得其解,为什么荷兰这样一个小国家能生产出世界最顶级的光刻机,荷兰的技术难道比英美日法德还先进吗?
从光刻机的角度来说能独自生产的国家有好几个,但是能独自做到最顶级的目前没有,就算是美国日本都独自做不出来,而荷兰却生产出来了最先进的光刻机,是怎么做到的,其实原因在于荷兰只是在组装完成光刻机,并不是自己独自研制生产,现在这个最先进的光刻机是一个万国牌的组装产品,各种零配件世界各科技强国提供。现在世界上最先进的光刻机是荷兰的ASML,其次就是日本的NIKON和日本的CANON,这三个品牌是世界上最好的了,荷兰的最好,因为荷兰的是各国高科技的合成产品,最主要的光源和镜头来自德国,荷兰的光刻机90%的零配件是全世界采购,一台光刻机的配件超过五万的零件,90%的配件来自全世界,也就是说约四万五千个零件来自世界各地。再者荷兰这家光刻机公司跟世界多家大公司有利益关系,跟三星,台积电 ,英特尔,高通,海力士等等都有利益,这些企业在荷兰光刻机公司都有可观的股份,全世界一大半的电子产业公司跟这家光刻机有利益关系,这些公司为荷兰公司提供资金支持,所以这家公司向来不缺钱,可以采购最好的产品用来组装,不过核心技术荷兰也掌握有。全世界只有这家公司可以生产7纳米及以下的光刻机,日本的光刻机生产公司也做不到,可以说全世界独此一家别无分号,美国科技水平非常的先进,美国也单独做不出来这样先进的光刻机,并不是美国不能研制光刻机,而是做不到荷兰这家公司的这个程度,日本也一样,我们也一样做不到这样的水平,但是我们做到了20纳米的水平,还需要时间去追赶。世界上最顶尖的光刻机来自荷兰?
答:近几年来,中国科技行业遭到国外的严重打压,尤其是电子芯片成为我国半导体领域最突出的短板,生产芯片最重要的设备是光刻机,世界上先进的光刻机主要由荷兰一家名为阿斯麦(ASML)的公司制造,市场占有率超过80%,而其中最先进的极紫外光刻机(EUV光刻),全世界只有ASML一家公司能制造。
ASMLASML虽然是一家荷兰的公司,但是出口光刻机受到西方国家的严格控制,ASML的大股东包括美国因特尔、台湾积体电路制造(台积电)、韩国的三星、荷兰皇家飞利浦电子公司等等,其中因特尔占有股份大约为15%,台积电大约5%。
ASML的股份结构相当复杂,国际上众多大公司参股,使得ASML形成一个庞大的利益共同体,但是ASML受到《瓦森纳协定》的约束,中国也是被该协定限制的国家之一,一些敏感的设备和技术无法出口到中国。
光刻机是当今世界科技领域的集大成者,是人类当前科技的巅峰产物,ASML之所以能制造最先进的光刻机,也是因为特殊的股权结构,使得ASML能汇集当前各项前沿科技,整合各种零部件。
一台光刻机重达几十吨,包含十多万个零部件,每台机器从下单到交付要21个月,单价格超过1亿美元,即便这样买家还是排着长队,数据显示,ASML在2017年交付了12台光刻机,2018年18台,2019年26台,预计2020年达到35台。
电子芯片第一台电子计算机诞生于1946年,位于美国的宾夕法尼亚大学,当时研究人员使用了18000个电子管,1万多个电阻和电容,6000多个开关,总重量30多吨,启动时功率高达150千瓦,运算能力为每秒5000次。
每秒5000次的计算能力,还远远比不上现在几块钱的掌上计算器,人类科技之所以有这么大的进步,就是因为有了芯片的发明,而芯片的发明者是美国人杰克·基尔比,他在2000年因此获得诺贝尔奖。
杰克·基尔比1947年毕业于美国伊利诺斯大学,然后就职于德州仪器,担任研发工程师,期间产生了一个天才的想法——把所有的元器件弄到一块材料上,并相互连接成电路。
杰克·基尔比很快付诸实践,并开始构思这个电路,然后以硅作为材料,制造出了人类第一个芯片,他把自己的想法告诉公司后,受到了公司的高度重视,次年,杰克·基尔就申请了专利。
利用杰克·基尔比发明的芯片,我们就可以把一台几十吨的计算机“装进”一个指甲盖大小的体积内,而且运算速度大幅提高,功耗大幅降低。
光刻机原理光刻机的基本原理并不是机密,但其中的零部件不是谁都能制造的,以至于外国人对我们说“即便把光刻机的所有图纸给你们,你们也造不出来光刻机。”
制造芯片首先需要用到的材料就是高纯度硅,然后把硅切片得到晶圆,接下来就是高精度的晶圆加工,也是光刻机中的核心技术。
我们首先在晶圆上涂一层特殊的材料,该材料在光线的照射下会融化蒸发,于是我们使用绘制好图案的透光模板,经过特殊激光照射后,就能在晶圆表层的材料上刻出图案,然后用蚀刻机刻蚀晶圆,分化学刻蚀和电解刻蚀(比如用等离子体冲刷等等),而没有涂感光材料的部分将保留下来。
经过刻蚀后,晶圆表面就留下了很多凹槽,我们向其中选择性地掺入磷等元素,就能形成N型半导体;掺入硼等元素,就能形成P型半导体;掺入铜等元素,就相当于导线;三者按照一定的空间结构结合,就形成了PN结(PN结可以理解为一个开关),大量PN结按照一定方式进行组合,就能完成相应的数学运算。
实际当中,一块芯片的结构是三维的,在一层光刻和蚀刻完成后,需要清洗干净,然后再光刻和刻蚀下一层,这样一直叠加十几二十层,形成了立体的芯片,也就是这么一张小小的芯片,里面包含了数十亿、甚至上百亿个晶体管(晶体管包括二极管、三极管等等),比如华为麒麟990的晶体管数达到了103亿。
ASML生产的EUV光刻机,每小时能雕刻100多块晶圆,每块晶圆又能分割成许多个块芯片。
光刻机的关键技术物镜制造技术
光刻机的原理并不难,但是要生产其中的零件并不容易,其中最昂贵且最复杂的零件就是投影物镜,由于芯片光刻的尺寸只有几纳米,所以对投影物镜的误差要求极高,一张直径30厘米的物镜,要求起伏误差不超过0.3纳米,相当于地球这么大的球体,要求表面凹凸不能超过10cm。
这样的精度要求,全世界只有德国的蔡司公司能制造,连日本尼康、佳能这样的透镜大厂也做不出来,更不用说中国的公司了。
光源技术另外,光刻机中的光源也是一项难以攻克的技术难关,对于深紫外光(DUV)刻,使用的光源波长是193nm,这是光刻机中的一个技术分水岭,芯片发展曾经在193纳米光源停滞了十多年的时间,后来浸没技术缩短波长(原理是在表面镀上一层薄薄的水膜,利用光的折射现象,可以缩短光的波长),加上各项技术的改进,最终193nm光源可以把芯片制程推进到28nm,这也是深紫外光刻的极限。
极紫外光刻(EUV)使用波长更短的激光(13.5nm),相对于深紫外光刻,需要重新研发刻蚀材料、光刻胶、刻蚀工艺等等,对精度的要求进一步提高,目前只有荷兰ASML一家公司能制造极紫外光刻机。
而且西方国家对我国的技术打压是非常狠的,比如2009年的时候,中国上海微电子研发出90纳米的光刻机,在2010年西方国家就解除了90纳米以上的光刻机对中国出口的限制,2015年又解除了65纳米光刻机对中国出口的限制,让中国的光刻机技术发展完全失去市场。
在这样的情况下,中国芯片产业的发展举步维艰,光刻机包含的关键技术太多,一时半会我们是绕不过去的;其实中国并不缺乏人才,只不过人才要用到什么领域,需要政策引导才行,想到中国天眼FAST在2018年的一次网上招聘,年薪10万难觅驻地科研人才,让人感慨不已。
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Adreno处理器和高通是怎样的一种关系性质?
cpu这种东西不能简单的只看参数,而是要看其协调工作能力。就如现在的联发科处理器,跟印度的万国牌武器是一样的,拼命地堆核心数,但是呢,工作时候只有一两个小核心在工作,正如网友们调侃的,一核有难九核围观。所以对于国产cpu还有很长的路要走,希望我们自己的企业能够戒骄戒躁,突破瓶颈拜托外国处理器的控制,争取实现真正的国产!