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  • 济南量子技术研究院：国际首个集成化量子频率转换芯片研制成功

    近日，济南量子技术研究院与中国科学技术大学合作，成功研制出国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片。 该芯片基于逆向质子交换的周期性极化铌酸锂波导(PPLN)，实现了多通道光子非线性频率转换，且频率转换过程中保持光子的量子特性不变。 该成果由量子探测与波导器件实验室张强教授、谢秀平高工、郑名扬副研究员等人合作完成，论文发表在国际知名学术期刊《Physical Review Applied》上。 近年来，在量子信息技术领域，尤其是单光子成像与远距离量子存储器方面，亟需多通道量子频率转换芯片。为满足研究与应用的需要，济南量子技术研究院开创性的研制了多通道量子频率转换芯片。 该芯片由34通道波导及34通道的光纤阵列进行双端耦合封装而成，芯片设计用于1550nm波段单光子信号和1950nm波段泵浦光进行非线性和频。 实验表明，各通道的1550nm信号光平均转化效率为60%，可媲美于商用单通道PPLN波导芯片。 同时，研究团队利用该芯片研制了阵列式上转换单光子探测器，达到了各通道平均探测效率23.2%、平均暗计数557cps，及相邻通道间隔离度大于71dB的指标。该阵列式探测器在高速量子密钥分发、深空激光通信、单光子成像及激光雷达等领域具有广泛的应用前景。 此外，研究人员利用该量子频率转换芯片成功实现了多通道的差频转换实验，实验表明该集成化芯片将对远距离多模量子存储技术的发展起到重要的推动作用。 该工作得到了国家重点研发计划、山东省泰山学者工程、山东省重点研发计划项目、山东省自然科学基金项目、济南高新区管委会的资助。

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  • 软银出售ARM，对我国半导体产业有何影响？

    科技界发生了一件大事儿并迅速的登上了各主流媒体的科技头条。美国著名的图形处理芯片(GPU)公司Nvidia宣布以400亿美金的估值收购世界上著名的芯片技术公司Arm。 半导体行业中有史以来最大的一笔交易成功一个半导体芯片的巨无霸就此产生!这将对整个IT行业产生巨大的影响，同时此事也将对中国科技业产生巨大的潜在影响。 1、软银为何要出售ARM 软银最近几年对外扩张的很厉害，投资参与到全球各种业务中，但结果很不顺，再加上今年新冠疫情全球爆发，导致软银投资的大量公司关门倒闭。 旗下投资的88家公司中有15家维持不下去要关门，这里面不乏一些知名公司，比如美国的WeWork和卫星运营商OneWeb，剩下部分原本准备IPO上市的公司，也由于疫情关系没法持续推动，本该产生的巨大回报也落空了。 根据软银自身公布的数据，2019年总计亏损125亿美元，仅一年就亏损如此天量资金对软银的资金链带来了严重的负面影响，况且目前新冠疫情还在持续中，未来不排除有更多公司关门，这必然对软银带来更大的危机。 这时候，出售ARM对软银就是一步不错的棋子，以ARM近似统治移动端的地位，足以卖一个好价，你看NVIDIA就直接出了400亿。这不仅能填补软银的紧张的资金链，还能有不少盈余。 2、对全球芯片产业的影响 NVIDIA本身是一家芯片公司，一旦收入ARM之后自身实力将大大得到加强。 很多网友可能认为NVIDIA仅仅是一家图形处理器厂商，但事实上人家不仅做GPU出显卡，还研发人工智能芯片(NVIDIA)、云服务器芯片。此外，NVIDIA很久前就对移动端垂涎三尺，当年也曾推出过手机芯片，只是基带上不行不得不退出。 NVIDIA收购ARM后就能充分整合资源，利用ARM在移动端上的优势来为自己的相关业务服务。如果走的顺利，将对整个芯片产生以及半导体上下游厂商产生巨大影响。 就拿服务器市场来说，现在主要以Intel的x86架构为主。但现有基于ARM架构的服务器芯片性能不低，足以和Intel相媲美，如果NVIDIA将自己的AI芯片整合到云服务器芯片中推出新产品，那就有可能从Intel手中抢到足够的份额。 3、对我国带来巨大不利 这件收购案对我国将会带来巨大负面影响，NVIDIA是实打实的美国公司，只要美国愿意，就可以利用相关政策来打压我国芯片厂商，都不需要实施“长臂管辖”，直接要求美企不得和我们进行交易就行了，类似前段时间针对微信一样，可以说打压手段更加简单化。 而国内现有移动端的芯片厂商都是基于ARM架构，不光是海思，还有飞腾、展讯、联发科等等，这些厂商未来的安全性都可能会受到干扰，从而危害到我国整个芯片和半导体产业链的安全性。 NVIDIA收购ARM意味着美国从此彻底掌握了PC芯片和移动端芯片两大终端，中国受限制范围将会扩大。

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  • OPPO新款 Reno4 SE：搭载联发科5G处理器

    近日，根据多家科技媒体的消息，OPPO一款新机被曝光，型号却比较罕见，属于Reno系列的新机型，被官方命名为OPPO Reno4 SE。如今，在华为、小米、OPPO、vivo、三星等智能手机厂商的机型中，SE的后缀往往意味着配置上的降低。就已经曝光的OPPO Reno4 SE来说，在价格上应该会低于2020年上半年发布的OPPO Reno 4系列。 根据曝光的图片显示，OPPO Reno4 SE的代言人是王俊凯，标语是“超级闪充，超闪光芒”，而这也是OPPO的Reno系列首次发布SE系列机型，之前都是只有标准版和Pro版。根据互联网上的最新爆料信息显示，OPPO Reno4 SE将搭载联发科5G处理器。 具体来说，2020年9月15日，根据曝光的图片显示，OPPO Reno4 SE的代言人是王俊凯，标语是“超级闪充，超闪光芒”。对此，在笔者看来，线下海报的曝光，意味着这款智能手机很可能主打线下智能手机市场。 对于OPPO来说，和vivo手机一样，都具有数量庞大的线下门店。在此基础上，为了吸引线下用户的关注，OPPO Reno4 SE的代言人是王俊凯，对于王俊凯来说，无疑是现在的人气明星，这将给OPPO Reno4 SE这款新机带来更多的关注。 在如今的智能手机市场，华为、小米、OPPO、vivo等智能手机厂商都曾邀请人气明星来代言旗下的新机。凡此种种，都是希望充分发挥明星的知名度，从而为产品的销量增长奠定良好的基础。 根据入网信息显示，OPPO Reno4 SE这款智能手机采用了挖孔屏的设计方案。打孔屏的名字看起来像是在屏幕一角“打孔”的小孔，就像机械打孔机在一张纸上做的那样。相机模块位于此处，因此屏幕边缘不会被凹口触及。 相比苹果手机的刘海，以及各种弹出式摄像头，甚至是衍生出来的滑盖手机来说，无疑是全面屏手机的一个不错解决方案。在2020年的智能手机市场，打孔屏的设计方案成为重要的潮流趋势，也即华为、小米、OPPO、vivo等智能手机厂商发布的新机，很多都采用了打孔屏的设计方案。 在硬件配置上，OPPO Reno4 SE配备了一块6.43英寸AMOLED挖孔屏，分辨率为2400×1080。 在处理器上，OPPO Reno4 SE这款智能手机CPU主频为2.0GHz，如无意外就是联发科的天玑800处理器。据介绍，联发科天玑800采用了4*A76+4*A55的核心组合，最高频率均达到了2.0GHz，同时还集成了4个与天玑1000同规格的G77 GPU(天玑1000为9个); 此外，该芯片还支持支持90Hz刷新率、Full HD+分辨率屏幕。关于5G方面，联发科天玑800支持G Sub-6GHz频段、5G SA/NSA双模组网、2G-5G四代蜂窝连接、动态频谱共享(DSS)技术、VoNR语音服务。同时，2CC载波聚合技术也使其信号覆盖范围扩大了30%以上。 当然，也有爆料信息显示，OPPO Reno4 SE这款智能手机的处理器是联发科天玑720。不过，在笔者看来，在综合性能上，联发科天玑720处理器和联发科天玑800处理器基本在同一个水平上。 最后，根据入网信息显示，OPPO Reno4 SE这款智能手机的电池额定容量为2100mAh，双电池设计，因为采用双电池设计，所以这款智能手机的实际电池容量，应该是4000mAh以上了。 在其他配置上，OPPO Reno4 SE这款智能手机前置3200万像素自拍镜头，后置4800万+800万+200万像素三摄像头。 手机重量仅为169g，轻至7.85mm。对于OPPO产品线调整的消息，OPPO方面回应称，其Reno系列产品接下来会覆盖更多价位，或将推出主打性价比的低价位产品，其他方面暂无回复。 此外，OPPO这家智能手机厂商此前已宣布：“Find 主打高端，Reno 主打爆款，A 系列属于入门精品，K 系列主攻线上”，将其产品线进一步精确优化。

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  • 半导体工艺（二）

    一、半导体工艺的节点和发展 半导体工艺上世纪末开始飞速发展，实际上由于集成电路的发明，集成电路工艺成为半导体工艺的主角。其发展轨迹也印证了摩尔定律，180nm、130nm、90nm、65nm、40nm、28nm、16nm等一路发展，将其称为技术节点，是ITRS(国际半导体技术发展蓝图)根据工艺技术的发展制定的，2010年开始提出“等效扩展”(而不是几何扩展)。 1、技术节点的含义： 简单地说，在早期的时候，可以姑且认为是相当于晶体管的尺寸(如图一)。这个沟道的长度，和前面说的晶体管的尺寸，大体上可以认为是一致的。但是二者是有区别的，沟道长度是一个晶体管物理的概念。后期(见图一)用于技术节点的那个尺寸，是制造工艺的概念，二者相关，但是不相等。 主要半导体工艺节点你会发现是一个大约为0.7为比的等比数列，等效面积减半。当然，前面说过，在现在，这只是一个命名的习惯，跟实际尺寸已经有差距了。 2、工艺节点的影响(集成度、频率、功耗等) 理论上这个尺寸代表了工艺的先进程度包括性能： 首先因为晶体管尺寸越小，速度就越快(图二2004年前)。因为晶体管(在开关电路中一般是指绝缘栅场效应管)的作用，简单地说，是把电子从一端(S)，通过一段沟道，送到另一端(D)，这个过程完成了之后，信息的传递就完成了。因为电子的速度是有限的，在现代晶体管中，一般都是以饱和速度运行的，所以需要的时间基本就由这个沟道的长度来决定。越短，就越快。 其次尺寸缩小之后，集成度(单位面积的晶体管数量)提升，这有多个好处，一来可以增加芯片的功能，二来更重要的是，根据摩尔定律，集成度提升的直接结果是成本的下降。这也是为什么半导体行业50年来如一日地追求摩尔定律的原因，因为如果达不到这个标准，你家的产品成本就会高于能达到这个标准的对手，你家就倒闭了。 再有晶体管缩小可以降低单个晶体管的功耗，根据经典的模型(IBM提出的Dennard Scaling)下同电场、面积越小需要的电压越低，因为缩小的规则要求，同时会降低整体芯片的供电电压，进而降低功耗。不过单位面积功耗通常是不会明显下降的，达到一定程度会导致严重的问题。 有个流行的传说：在2000左右的时候，人们已经预测，根据摩尔定律的发展，如果没有什么技术进步的话，晶体管缩小到2010左右时，其功耗密度可以达到火箭发动机的水平，这样的芯片当然是不可能正常工作的。不过这是按照当时工艺技术水平估计的，后来采取很多办法缓解了这个过程。 不过业界现在也没有找到真正彻底解决晶体管功耗问题的方案，实际的做法是一方面降低电压(功耗与电压的平方成正比)，一方面不再追求时钟频率。因此在上图中，2005年以后，CPU频率不再增长，性能的提升主要依靠多核架构。这个被称作“功耗墙”(不同于电子产品中人为设定的功耗墙)。 二、技术瓶颈和突破 既然提高技术节点(缩小 工艺)，能够降低成本、提高性能和功能、降低功耗，所以工艺技术一段时间迅猛进步，不过很快就遇到问题。问题归纳起来很简单，再缩小难度太大成本太高甚至没办法，而且性能没法提高甚至会下降，还有前面提高的单位面积功耗也是一个问题。 想说说晶体管结构，这是一个最基本的绝缘栅场效应晶体管的结构示意图，是构成开关电路最基本的单元。实际的结构可能有出入，但原理不变。 Gate是栅极，可以通俗地看作控制极，Source是源极，Drain是漏极，顾名思义就是通过栅极的电压控制源极到漏极的电流，Oxide是绝缘层(通常是直接生成的二氧化硅)，说明是靠电场(和电压成比例)而不是电流控制。 数字集成电路中大部分是这样的开关，开关的特性如图四。虚线为理想状态，实际上不可能，蓝色和红色代表实际情况，蓝色为好的状态、红色较差。 1、继续缩小工艺的问题 (1)第一个问题是经典模型。 经典物理模型是基于宏观尺度，而原子尺度的计量单位是安，为0.1nm。 10nm的沟道长度，也就只有不到100个硅原子而已。晶体管本来的物理模型这样的：用量子力学的能带论计算电子的分布，但是用经典的电流理论计算电子的输运。电子在分布确定之后，仍然被当作一个粒子来对待，而不是考虑它的量子效应。因为尺寸大，所以不需要。但是越小，就越不行了，就需要考虑各种复杂的物理效应，晶体管的电场模型也不再适用。 (2)第二个问题是出现了短沟道效应。 晶体管性能依赖的一点是，必须要打得开，也要关得紧。短沟道器件，打得开没问题，但是关不紧，原因就是尺寸太小，内部有很多电场上的互相干扰，以前都是可以忽略不计的，现在则会导致栅端的电场不能够发挥全部的作用，因此关不紧。关不紧的后果就是有漏电流，简单地说就是不需要、浪费的电流。目前，集成电路中的这部分漏电流导致的能耗，已经占到了总能耗的接近半数，所以也是目前晶体管设计和电路设计的一个最主要的目标。 (3)第三问题是，二氧化硅早期是一个绝妙的绝缘层，概括就是方便有效。 在尺寸缩小到一定限度时，也出现了问题。别忘了缩小的过程中，电场强度是保持不变的，在这样的情况下，从能带的角度看，因为电子的波动性，如果绝缘层很窄很窄的话，那么有一定的几率电子会发生隧穿效应而越过绝缘层的能带势垒，产生漏电流。 可以想象为穿过一堵比自己高的墙。这个电流的大小和绝缘层的厚度，以及绝缘层的“势垒高度”，成负相关。因此厚度越小，势垒越低，这个漏电流越大，对晶体管越不利。而且绝缘栅场效应管的开关性能、工作电流等等，都需要拥有一个很大的绝缘层电容。 实际上，如果这个电容无限大的话，那么开关特性，电流就会接近理想化。这个电容等于介电常数除以绝缘层的厚度。显然，厚度越小，面积越大，介电常数越大，电容就越大，对晶体管越有利。绝缘层的厚度要不要继续缩小。实际上在这个节点之前，二氧化硅已经缩小到了不到两个纳米的厚度，也就是十几个原子层的厚度，漏电流的问题已经取代了性能的问题，成为头号大敌。 (4)最后一个关键问题是常规工艺做不出来或者能做出来但代价很大。 决定制造工艺的最小尺寸的东西，叫做光刻机。它的功能是，把预先印制好的电路设计，像洗照片一样洗到晶片表面上去，在我看来就是一种bug级的存在，因为吞吐率非常地高。否则那么复杂的集成电路，如何才能制造出来呢?2004年intel的处理器需要30多还是40多张不同的设计模板，先后不断地曝光，才能完成整个处理器的设计的印制。 所有用光的东西，都存在衍射。光刻机不例外。因为这个问题的制约，任何一台光刻机所能刻制的最小尺寸，基本上与它所用的光源的波长成正比。波长越小，尺寸也就越小，这个道理是很简单的。目前的主流生产工艺采用荷兰ASML(艾斯摩尔)生产的步进式光刻机，所使用的光源是193nm的特种(ArF)分子振荡器产生的，被用于最精细的尺寸的光刻步骤。相比目前量产的晶体管尺寸一般是20nm (14nm node)，已经有了10倍以上的物理尺寸差距，可想而知工艺的难度。 2、推进技术节点的奇思妙想 上面谈到了半导体工艺发展到2000左右，开始遇到一系列新问题，脚步开始放慢。但人类区别于动物的就是大脑发达，而科学家工程师区别于普通人是更会利用大脑解决问题。当然，这需要大量的实验、资金还有必不可少的运气。 (1)IBM的SOI(绝缘硅工艺) 之前的晶体管下面都有一个非常大的硅基底，叫做耗尽层，并非主要的工作区域(沟道)，仅做为吸收平衡电荷用，但这部分会产生漏电流。IBM的工程师(具体我也不知道是谁)把这部分硅直接拿掉，换成绝缘层，绝缘层下面才是剩下的硅，这样沟道就和耗尽层分开了，因为电子来源于两极，但是两极和耗尽层之间，被绝缘层隔开了，这样除了沟道之外，就避免额外漏电，同时也减少了工作区域尺寸，一举多得。250纳米之后长期使用，这种工艺一直使用到今天(主要是一些相对较老的工艺)。当然，intel等在此思路基础上发展的改进型high-k绝缘层/金属栅工艺以及FinFET才是现在的主流工艺。 (2)Ge strained(锗掺杂改性)沟道 通过在适当的地方掺杂一点点的锗到硅里面去，锗和硅的晶格常数不同，因此会导致硅的晶格形状改变，而根据能带论，这个改变可以在沟道的方向上提高电子的迁移率，而迁移率高，就会提高晶体管的工作电流从而提高性能。这种方法对P沟道Mos更有效。intel65纳米工艺j就采用了Ge strained。 (3)高K值的绝缘层和金属栅 前面说到二氧化硅厚底降低到一定程度会生产不可忽视的漏电问题，很直接的想法就是找一种没有这问题同时介电常数高(更大的电容意味着更好的开关特性)的代替材料。经过海量的试验，最后找到一种名为HfO2的材料。这个就叫做high-k，这里的k是相对介电常数，也就是高介电常数材料的意思。 但是high-k材料有两个缺点，一是会降低工作电流，二是会改变晶体管的阈值电压。原因也找到了都和high-k材料内部的偶极子(带极性和电场)分布有关。high-k材料的电场会降低沟内的道载流子迁移率(影响电流)，并且影响在界面上的电子分布态势(影响阈值电压)，这样一来就影响开关特性了。 但是某些金属(或者合金具体属于商业机密)有一个效应叫做镜像电荷，可以中和掉high-k材料的绝缘层里的偶极子电场对沟道和电子分布的影响。这样一来就两全其美啦。intel45纳米采用了这些技术各方面有一个明显的提高，也带来了巨大的商业利益，摩尔工艺趋势又差不多回归了。 (4)FinFET(英特尔叫做Tri-gate)，三栅极晶体管 传统的晶体管(图三)，在尺寸很短的晶体管里面，因为短沟道效应，漏电流是比较严重的。而大部分的漏电流，是通过沟道下方的那片区域流通的。沟道在图上并没有标出来，是位于氧化绝缘层以下、硅晶圆表面的非常非常薄(一两个纳米)的一个窄窄的薄层。 沟道下方的区域被称为耗尽层，就是大部分的蓝色区域。SOI工艺解决了漏电问题。于是，intel工程师就认为，不如把沟道都包上绝缘层，把周围都做出栅极，电容大大提高，开关性能进一步提高，因此就形成了图5的结构，本质上就是通过增加栅极达到提高控制能力的结果。 这是胡正明(华人美国教授)早期提出的三栅极和环栅晶体管物理理论模型得到了实现。 应用于intel22/14纳米工艺(应该是迄今为止性能最好的工艺)。实际上如图六，可以看出大面积包裹的金属栅(Metal gate)。

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  • 半导体工艺（一）

    一、晶体管的发明和发展 1947 年12 月23 日，美国贝尔实验室正式地成功演示了第一个基于锗半导体的具有放大功能的点接触式晶体管，标志着现代半导体产业的诞生和信息时代的开启。晶体管可以说是20 世纪最重要的发明，到今天已经超过70 年了。 一开始非常贵，还是美国出于太空竞赛的需要，急切需要质量更轻的设备以压倒苏联推动了半导体技术的发展。实际上直到70年代初锗而不是硅三极管还是主流，开始全面代替之前的真空管(电子管)应用在电台、收音机等。 1958 年9 月12 日，德州仪器的杰克制作了第一个锗片上的集成电路(图一)，其中的晶体管和被动元件是用金丝连接起来的。不过实用的集成电路工艺是1959年仙童发明的，使用了一直到今天的铝连接工艺。 二、基础技术和摩尔定律 1959 年，贝尔实验室的卡恩(D. Kahng)和艾塔拉(M. Atalla)发明了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，这是1925 年李林菲尔德(J. Lilienfeld)提出的场效应晶体管概念的具体实现，也是直到今天半导体最基本的单元; 1967 年，卡恩和施敏(S. M. Sze)制作了浮栅型MOSFET，为半导体存储技术奠定了基础。 1965年还发生了一件大事，仙童公司的摩尔(G. Moore ，他也是英特尔的创始人之一) 提出了摩尔定律(Moore’s law，图5)：集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18~24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍(摩尔定律起初说是每年翻一番，十年后改为两年翻一番)。 三、黄金时代 提到半导体，不得不提仙童公司，1957年8位年轻人离开肖克利半导体实验室创立的。后来全部因为多种原因离开仙童，这8人成为70年代半导体行业的基石，成为包括intel和AMD的创始人，也有现代半导体工艺的开山鼻祖。 推动了半导体的蓬勃发展，在这之前，半导体主要应用于航天航空、军事用途。随着EPROM(可编程只读寄存器)的诞生和集成电路的发展，个人计算机(PC)顺理成章的出现了， 同时半导体也开始大规模进入民用领域，逐渐形成一个规模庞大影响人类发展的新兴行业。 顺便提一下，我国的半导体起步并不太晚，60年代开始生产晶体管，还可供出口，不过由于多种原因到70年代末工艺技术水平差距较大，后面几乎放弃所有的积累，全盘引进，但很难掌握到核心技术，主要转向来钱快的应用层面。 现在，只好从头开始，急起直追。这也是我们这些年科技发展的通病，很少有真正发明和创造。 言归正传，我们知道计算机出现得比晶体管更早，之前是使用电子管。后来被晶体管取代，不过在70年代之前，计算机的主流是大型机和小型机，分别由IBM和DEC垄断。 1970年intel推出第一个微处理器4004(2300晶体管)，不过其实几乎同时德州仪器等也有拿出了同类产品，都是为了军用研发，而且德州仪器的产品集成度更高(集成了RAM、ROM、i/o)，类似单片机。 而且当时intel主业是存储芯片没完成交易，不过intel因祸得福，推出8008，并基于4004和8008开发出2款微型计算机(intellec4/8)，配合第一款操作系统(CP/M ),在此基础上，第一款8位元处理器8080(8008因为引脚少i/o受限)诞生，并推出了第一款真正大规模个人购买的微型计算机Altair8800(比尔盖茨专门为其开发了BASIC)，大大促进了个人计算机的发展。 自此，半导体进入了快车道，除早期的altair8800还有TRS 80(使用Z80/ 1975)和大名鼎鼎的苹果II(摩托罗拉6502 /1976)。而微型计算机的出现，更是推动半导体走向广泛应用的基础。

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  • 禁令全面生效，华为是否留有退路？

    今天美国针对华为的禁令全面生效，意味着在短时间内，华为高端芯片的来源被尽数切断。因而，对华为来说芯片越来越少，尤其是手机等对芯片要求高的产业而言，更是陷入危机。 但事实上，华为其实目前早准备了三条退路，一旦手机销量下滑，这三条退路将派上大用场，继续支撑华为业务的大发展，并且这三条退出对芯片的要求并没有手机这么高。 第一是鸿蒙及生态产业，随着鸿蒙2.0推出，鸿蒙告别了PPT，正式要在手机上使用了，并且这是款全场景的系统，不仅用于手机，还可以用于电脑、电视、各种物联网设备上。 按照机构的预计，鸿蒙生态的总产值未来或有10个华为这么大，当然这个总产值不是华为一家公司的，但华为作为鸿蒙生态的主导者和推动者，市场空间无限。 第二是鲲鹏生态产业，其实去年开始，华为就在大力推出鲲鹏生态，用鲲鹏920芯片、昇腾910等芯片，再加上国产设备、国产系统，重塑属于中国自己的IT体系。 鲲鹏生态依赖于鲲鹏920、昇腾910等芯片，但芯片需求量比较小，以云服务为基础，预计现在的库存支撑华为几年的用量都没有问题，更重要的是，鲲鹏生态，不仅仅是芯片，而是外围各种软件、设备的结合。 第三是其它芯片产业，目前华为在做IC驱动芯片，还有各种路由器、交换机、光网络、WIFI、机顶盒，监控芯片等等。这些芯片对制造工艺要求并没有那么高，不一定需要美国的设备，所以很多代工企业是可以不受限的给华为代工的。 而这些产品也能够支撑起华为众多的其它业务，比如智慧屏、家庭、企业用产品等等。

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  • 英伟达收购ARM，对中国半导体产业影响之大

    半导体行业金额最大的并购交易，终于在 2020 年 9 月 14 日揭开了神秘面纱。英伟达宣布，将以 400 亿美元的价格从软银手中收购 Arm。 一石激起千层浪，很多人认为这起收购案将影响全球的半导体格局，尤其是在当前这种形势之下，对中国半导体产业来说是，真的是影响太大了。 以前ARM是英国的，所以一定程度上，不受美国长臂管制，还能够对美国的一些禁令说不。比如之前ARM就一直表示，没有断供华为，一直在与华为继续合作。 而据ARM之前的数据显示，目前中国有95%的芯片设计企业，采用的是ARM的技术，有可能是架构，也可能是IP核，其中最出名的像华为海思、紫光展锐就是ARM的客户，采用ARM的技术来设计芯片。 而再在当ARM被NVIDIA收购之后，ARM就变成了美国公司，那么不仅是华为，还有被列入实体清单的这么多中国企业，或都得不到ARM的架构、IP核的授权了，这对于中国半导体界而言，绝对是一个大损失。 甚至随着形势的紧张，说不定禁令的范围还会扩大，受到影响的企业还会更多，导致国内半导体产业，尤其是IC设计领域，产业大地震，也不能说是危言耸听。 而换一个架构，或者IP核，不是一朝一夕的事情，还牵涉到生态、产业链等等，非常非常难。 当然，这起收购并没有这么容易就成功的，像这种寡头并购，关乎全球很多市场的竞争，并购要征得主要市场国家的监管部门同意，而且是全部都要同意。 中国作为主要市场国家，一直贡献了ARM至少20%的收入，中国必须同意才可以完成的，就像之前高通和恩智浦之前总额440亿美元收购案一样，必须得中国点头同意才行，在目前这种情况之下，变数还是很大。 事实上，英伟达和 Arm 在超算领域的合作早已开始。2019 年 8 月，英伟达宣布其加速计算平台 CUDA 将支持 Arm架构。这意味着，Arm 架构的超算在软件层面获得了和英特尔 x86 一样的地位。随着英伟达越来越依靠数据中心业务，Arm 势必会在和英特尔和 AMD(同样基于 x86 架构)的竞争中发挥更大作用。 虽然英伟达不会承认，但收购 Arm 事实上相当于树立了更多的竞争对手，不管是端侧芯片厂商苹果、高通、三星和华为海思，还是云端芯片厂商英特尔和 AMD。

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  • 美国芯片巨头出手，芯片行业迎来大洗牌

    芯片被称为现代科技皇冠上的明珠，其设计难度之高、制造工艺之复杂，一直是众多国家科技的重中之重。以华为最新芯片麒麟9000为例，采用5nm工艺，指甲盖大小的芯片里集成了上百亿个晶体管，每一个线路都是最先进的科技。 按照流程划分的话，芯片产业可以分为芯片设计、芯片制造、芯片封测三大环节，其中最难的部分是芯片制造，芯片设计次之，芯片封测相对容易。 像高通、博通、苹果、华为海思、联发科等芯片企业都是只做芯片设计，把芯片制造部分交给台积电、三星电子等代工企业，不同企业负责自己擅长的事，一起推动着芯片行业不断进步，从130纳米、60纳米、45纳米一路演进到如今的5纳米。 目前来讲，华为海思是国内唯一一家有能力研发手机芯片的企业，而且研发水平已经达到行业领先的5纳米制程，但是从2019年5月起，美国连续三次修改对华为的禁令： 1、禁止华为使用美国的芯片设计软件EDA 2、禁止含有美国技术的代工企业为华为生产芯片 3、禁止售卖含有美国技术成分的芯片给华为 不过，华为手里还有一张牌，因为芯片产业中有一块地方没有被美国完全占领，那就是芯片架构，目前全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用英国的ARM架构，它通过收取授权费的方式允许高通、英特尔、苹果、华为用ARM架构设计芯片。 理论上，即使美国封锁了EDA软件，不卖给华为芯片，只要有ARM架构可以用，华为还是可以通过国产的EDA软件来设计芯片，然后用纯国产的芯片制造设备来生产芯片，这样就完美地绕过了美国的芯片技术体系。 根据媒体最新消息，ARM的母公司日本软银已经决定以400亿美元(约合人民币2700亿)的价格出售ARM，买家是美国的GPU芯片巨头NVIDIA(英伟达)，这对华为和整个芯片产业都是一个重磅事件，整个行业可能会彻底洗牌! 作为全球最流行的芯片架构，虽然知识产权属于英国，但是英国对ARM采取比较宽松的管理，几乎不限制别人使用。目前ARM已经被授权给了全世界数千家芯片企业，有数十亿手机、平板和物联网设备的芯片都是采用ARM架构设计的 “一旦ARM被美国公司收购，美国为了扶持本国企业，将会禁止其他国家的部分企业使用ARM架构，比如华为的芯片之路被彻底封死!”美国一位芯片领域的专家在社交媒体上发表了自己的担忧，不少网友也表达了类似看法。 不过大家也不要过于悲观，根据此前公布的消息，华为已经拿到了ARM v8版本的永久授权，即无论ARM最终被谁收购，那么华为依然有权利使用ARM v8架构来设计芯片，只不过ARM最新的架构可能无法使用了。 此外，除了ARM架构以外，业内还有开源的RISC-V架构可以免费使用，目前华为、三星等都在研究和改进基于RISC-V架构的芯片设计。

    半导体 华为 麒麟 芯片架构

  • 中芯国际与长江存储强强联合，打造去美芯片生产线

    美国对我国科技公司的禁令与施压，既是挑战也是机会。在美国限制禁令中，损失最大的莫过于华为，短期内华为或许举步维艰，但是也会促进华为开展产业结构升级，完全提升美国封禁。 依据日经亚洲地区评价报道，国内晶圆代工龙头中芯和国内储存大型厂长江存储将强强联合，抓紧自主研发生产流水线中的非美机器设备。据了解，俩家企业已经打造出没有美系半导体设备的生产线，以避免中美贸易战科技企业再次封禁，抵制中国科技公司发展。 自然，就芯片工艺生产制造水平来讲，国产自研芯片生产线当然没法与顶级芯片生产流水线一概而论。报道称，中芯方案在今年底以前完工40nm芯片生产流水线，挑明而言，该芯片生产线工艺水平极低。手机、电脑这类处理速度非常高的商品，都不会配用国产芯片产线所生产的芯片。 但是，40nm芯片生产线并不是无用武之地，实际上，许多机器设备芯片或大中型家用电器控制芯片都对生产制造工艺沒有太高的规定。假如该生产线确实完工，而且开始开展芯片生产，订单难题彻底无须担忧。并且，要了解，40nm去美芯片生产流水线，仅仅一个起点。有信息称，中芯方案在该芯片生产线基本上，花销三年時间，将工艺水平提高到28nm级別。假若真能完成，中国芯片的产出率可能大幅度提高，到2030年完成国务院办公厅制订的70%芯片自给自足目标完全有可能。 对于长江存储，现阶段也是展现身手的最佳时机。据外媒报道，三星、海力士、美光科技等存储器大佬都早已对华为缺货，假如长江存储能够 完成存储国产，针对华为公司或全部我国技术产业来讲，都可能是一针强心剂。 并且，中国巨大的市场，可能进一步加速长江存储的发展，中国芯片早已迈入了黎明。

    半导体 中芯 长江存储 芯片

  • LG WING的旋转屏手机，设计新颖却创新另类

    LG WING 5G手机海外发布，这款手机最大看点就是旋转屏。采用两块屏幕，但是机身厚度达到10.9mm，重量260g，对于大部分人来说确实很厚重。 屏幕上，LG WING主屏采用一块6.8英寸的OLED旋转屏，分辨率为2460X1080，副屏为3.9英寸，分辨率为1240X1080。据官方表示，这款手机的旋转测试可以超过20万次，这样的设计确实新颖，但是相信很多人还是接受不了，不得不说，LG挺会玩的。 LG和三星一样在国内的市场份额可能还没有魅族的高，所以LG WING大概率也不会在国内发布。 性能上，LG WING搭载骁龙765G处理器，支持LPDDR4X，UFS2.1，支持WiFi 5，USB3.1，支持ip54防水。 拍照上，前置采用3200万像素升降式屏幕，后置采用6400万的主摄，1300万的超广角，1200万的超广角。 续航上，它的电池容量4000毫安，支持有线和无线快充。 LG的这款手机有新意，但是太过厚重的机身实用性意义并不是很大，感觉有些耍噱头。这款手机的配置属于很一般，并没有什么亮点。 LG可能是想另辟蹊径寻找新的突破吧，现在的手机除了直屏手机以外，就算三星和华为的折叠屏了。LG这款手机除了旋转以外，没有其它东西，相比折叠屏手机那种平板和手机二合一确实少了一些实用性，虽然旋转后横屏设计会增加些科技感，但是并不对称，众多网友反映并不是很受欢迎。

    半导体 lg 旋转屏

  • iphone12最新爆料，将引入激光雷达

    dToF(Direct-Time of flight)技术，中文直译为直接飞行时间，它的主要能力是测量目标物的距离。在目前的智能手机市场AR领域的应用增强可能是苹果研发dToF技术的最大目的。 在计划了多年功能之后，该技术将出现在苹果定于今年秋天宣布的顶级“ Pro” iPhone机型中。 该激光雷达系统由索尼制造，使用光脉冲来精确测量物体到相机镜头的距离。 使用此数据，相机可以更精确地自动对焦，并更好地区分前景和背景，以创建诸如人像模式的效果。深度相机还将帮助增强现实应用程序更真实地将数字对象放置在现实环境中。 根据一些报道和传闻，iphone12机型都将采用一种新的设计，边缘平整，但我们还没有看到今年iPhone的真正泄露部件。然而，YouTuber Filip Koroy今天在Twitter上分享的一段视频所有的一切，显示了据称是新款6.1英寸iPhone12Pro的后壳。 后壳并没有透露多少新的细节，因为它没有附加任何硬件组件，但如果是真的，它会让我们更好地了解新款iphone的外观。第一个值得注意的细节是类似于iphone11pro的不锈钢边缘和哑光玻璃，这与最近所有的传言一致。 在机箱后部，我们可以注意到类似的摄像头配置，有三个镜头和一个LED闪光灯，但在超宽摄像头的正下方还有一个额外的插槽，这很可能与激光雷达扫描仪有关。 关于iPhone12上的激光雷达扫描仪的传闻有点争议。虽然有报道称只有更大的6.7英寸型号才有新的传感器，但今天的泄漏表明，这两款Pro型号都将采用激光雷达技术。 在据称泄露的iPhone12手机外壳上还有其他有趣的细节，包括重新分配的SIM卡托盘和手机右侧的一个可能是5G天线的新切口。 9to5Mac今年早些时候披露根据iOS14代码，苹果正在开发两款搭载激光雷达扫描仪的新款iPhone机型，可能是iPhone12Pro和iPhone12Pro Max。

    半导体 iPhone 传感器 激光雷达

  • 华为包机运输芯片，以缓解芯片危机

    距9月15日关于美国对华为禁令期限渐渐逼近。有消息称，华为旗下海思近日大手笔包货运专机，展开抢货大作战，试图赶在出货期限前把芯片运出，以缓解华为面临的芯片危机。 企业供货含有美国技术的半导体产品给华为，必须先取得出口许可，禁令实施前有120天的缓冲期，9月14日为缓冲期的最后一天，禁令将在9月15日生效。包括台积电、联发科等供货商，出货华为都将到9月14日为止。 8月17日对华为再祭出新禁令，明定所有企业只要终端产品出给华为，不管直接或间接厂商使用到美国软件或技术开发及生产的芯片，未经特别许可，不得出货给华为，并将38家华为子公司列入黑名单。 华为消费者业务软件部总裁王成录回应称，“从芯片问题上看，所有行业都应该清醒了吧?芯片问题给了企业反思，没有选择就是最好的选择。限制反而让大家有一个非常好的机会，危、机并存。” 华为如今遇到的问题，虽然充满挑战，但是所有人相信华为可以找到解决方案，华为也有信心与国内企业共同快速解决这个问题。

    半导体 华为 海思 禁令

  • 美企试图收购英国芯片巨头ARM？

    继制裁华为之后，美国现在又开始对盟友下手，企图收购英国芯片巨头，这充分暴露出美国想夺得芯片领域垄断地位的野心。 据观察者网报道，七月底美国芯片公司英伟达已就英国芯片设计公司ARM进行深入谈判。随后，又有消息称交易金额可能达400亿美元。而ARM创始人赫尔曼·豪泽此前向《金融时报》表示，若英伟达收购成功，英国将离美国"附庸国"更进一步。 表面上看，这只不过是两家芯片公司的正常合作，但背后远没有这么简单。 退一万步讲，虽然英伟达公司的创始人是美籍华人，但是仍然需要在美国政府的框架下进行运转，一旦美国下达出口禁令，英伟达公司的芯片出口就将受到限制，世界上很多国家的电子设备生产都要受到影响。 而现如今美国英伟达公司又打算收购英国芯片设计公司ARM，这等于是两者强强联合，而最终还都要受到美国政府的管控，无疑将加大美国政府对芯片的控制力，所以不排除这次收购活动有美国政府在背后出力。 英国芯片设计公司ARM是全球领先的半导体知识产权供应商，世界上超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，在智能机、平板电脑、嵌入控制、多媒体数字等处理器领域ARM拥有主导地位。 目前由于美国政府对华为实施的制裁措施，三星电子、SK 海力士将被迫于 9 月 15 日起断供华为。 而ARM在半导体领域也拥有王者般的地位，如果被美企成功收购后，特朗普政府颁布新的禁令，世界上95%的智能手机和平板电脑都可能受到影响，到时候美国拥有了绝对的垄断地位之后，很可能连盟友都不放过。 而对于英国来说，如果ARM公司被美企收购，英国就将沦为美国的技术"附属国"，届时只能任人摆控，核心技术不在自己手上也就没有发言权，这绝对不是危言耸听。 或许是意识到了这项合作的危险性，根据观察者网报道，已有英国议员敦促政府介入这笔交易，以保护英国"国家利益"，同时还有多家英国媒体反对这项交易。现在国际之间的竞争已经不再是比拼坦克数量多少的时候，"数字主权"的确立尤为重要。 一旦ARM被收购成功，那么ARM总部搬离剑桥也是迟早的事，这不仅会减少英国的工作岗位，同时还可能破坏英国剑桥科技中心的地位，把在移动端处理器市场占有近90%份额的ARM公司拱手相让。

    半导体 美国 英国 ARM

  • 9月15日，“启明920”AI加速芯片重磅发布

    8月20日，“启明920”由清华大学交叉信息研究院马恺声教授领衔的西安交叉核心院芯片中心研发成功并完成测试，这在我国芯片领域具有重大意义。而在9月15日，2020西安全球硬科技创新大会分论坛——“下一代AI芯片产业发布暨Chiplet产业联盟启动成立圆桌论坛”将于高新国际会议中心丈八厅盛大启幕。届时，将重磅发布“启明920”AI加速芯片(以下简称“启明920”)。 一、面向低速自动驾驶，硬件峰值有效加速比近9倍 “启明920”通过软硬件协同设计的思路，对使用图案剪枝(已申请专利)优化的模型，采用了特定技术，实现存储优化与计算加速，能够将神经网络模型实现最高4.5倍的存储压缩，同时充分发挥硬件稀疏计算的效率，硬件加速比可达3.5倍，而神经网络模型精度损害仅在1%以内。 “启明920”进一步利用卷积核剪枝技术，与图案剪枝技术相兼容，进而实现最大合计11.25倍的模型存储压缩，硬件峰值有效加速比近9倍，可充分缩短计算时间。此外，“启明920”通过统一架构对多模式的数据量化提供高效的支持，可适配线性与非线性权重参数的量化方法，可适配不同使用场景的需求。 “启明920”在片外访存的设计上，对DRAM访问做了专门优化，充分复用处理单元资源，一方面采用数据“即到即算”的策略缩短计算延时;另一方面采用交替更新激活与权重的形式，减少片外带宽需求。 通过上述技术创新，“启明920”可面向高能效的低速无人车、AGV、计算机视觉加速等AI应用场景。 二、历时九个月，“启明920”研发神速 2019年12月24日，高新区首颗AI加速芯片“启明 910” 研发成功后，在马恺声教授的带领下，西安交叉核心院芯片中心正式启动“启明920”AI加速芯片研发。3月中旬，西安交叉核心院全面复工，研发团队全员集结，加速推进研发工作。 在此期间，研发团队取得多项相关研究成果，在CVPR、DAC等国际顶会发布论文3篇，并申请国内发明专利5项。经过月余的攻坚克难，4月27日，芯片正式在联电流片;7月15日，“启明920”流片完成;历时一个月，8月20日研发团队完成芯片测试并全面达标。 三、“启明930”启动研发 “启明920”的研发成功是国产芯片加速发展的一个缩影，也是西安交叉核心院推进基础前沿科技研究的全新起点。 “启明920”研发成功后，西安交叉核心院迅速启动研发“启明930”AI加速芯片，该款芯片将实现可扩展、高性能的设计，直接面向计算密集型的自动驾驶应用场景。

    半导体 国产 自动驾驶 ai芯片

  • 扬州研发类视神经网络人工智能视觉芯片正式对外发布

    扬州本地研发、设计和流片的首款人工智能芯片，仅有米粒大小的迷你芯片，每秒钟却可以完成190Gops(也就是1900亿次)操作运算，其名为DN6181芯片。日前，这颗类视神经网络人工智能视觉芯片正式对外发布。 它不但有负责神经网络和深度学习的神经元处理器，还集成了高性能的图像处理器，未来将应用于智能家居、工业智联等多个领域。 AI芯片是专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务的模块，也被业界称为AI产业的“发动引擎”。其中，边缘端AI芯片主要应用于嵌入式、移动终端等领域，如摄像头、智能手机、边缘服务器、工控设备等，此类芯片一般体积小、功耗低。 在位于扬州市江都区高新技术产业园的稻源科技，记者见到了这一全球领先的科研成果。 “别看芯片体型很小，但是它的用处很多。”江苏稻源科技集团有限公司执行总裁刘沛宇举例，在工业产线上，缺陷检测和定位是品质控制的重要步骤。传统采取人工目检的方式效率低、易漏检、劳动强度大，在这时候，AI技术就能够大显身手。 据了解，DN6181芯片还采用了完全不同的设计架构和技术路线，稻源通过自主研发的全异步电路技术在芯片实测算力上实现了超低功耗工作，较同类产品在芯片利用率上提升了最高20倍;运行一个图像识别功能的能耗约0.1w。 人工智能视觉芯片最终还要应用到真实的应用场景中。 目前，稻源科技正在与相关企业合作开发基于DN6181 芯片的架构，助力人工智能应用在智慧城市、工业视觉、智能家居等领域场景落地。

    半导体 人工智能 迷你 芯片

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