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  • 中芯国际被美国拉入黑名单的消息就真的吗?

    时间:2020-09-30 关键词: 半导体 中芯国际

  • 华为:求生存是发展主线!

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    时间:2020-09-30 关键词: 华为 半导体

  • 从芯片看内循环,“去中化”,还是“去美化”?

    本文来源:中制智库 内循环为主体,内外循环互促,这是中国发展新格局。之所以内循环为主体,就是因为外部环境发生了变化。决定外部环境变化的一个关键因素是中美关系,中美关系可以说是发生了质变。 外部环境变化的一个直接后果就是关键核心技术被卡脖子。9月11日,总书记在科学家座谈会上列举了工业、农业、能源等等几个受制于人的方面。工业当中最为典型的就是芯片,这是最依赖别人,也是最容易受制于人的。 中国制造业和信息产业要打通内循环,必须攻下芯片这一关。 一、中国芯片先天不足 这一轮信息技术革命发源于美国。1947年,美国人发明了晶体管,九年之后,一位美国工程师杰克·基尔比和另一位美国物理学家共同发明了集成电路,把众多缩小的晶体管集中布置到一个半导体硅片上,叫大型集成电路,也叫芯片。硅介于导体和绝缘体之间,所以叫半导体,硅经过提纯成为高性能半导体材料,是芯片的母体。以研究生产硅为半导体母体芯片的地方,也叫硅谷。所以芯片也叫半导体产业,也叫大型集成电路产业。 发明芯片的基尔比于2000年获诺贝尔物理学奖。作为运算处理中枢,芯片奠定了现代工业文明的基础,也揭开了二十世纪信息革命的序幕。可能当时人们并没意识到这些,因为芯片还比较初级,直到现在,芯片越做越小,性能越来越强大。芯片二字的中文翻译真是神来之笔,寓意心脏、引擎。未来,即使进入云时代,进入量子时代,芯片还是少不了。 芯片之后,美国又有进一步的相关发明,如电脑、因特网、移动电话、智能手机等等,这些共同构成了信息技术革命。所以,这一轮信息技术革命,美国是先驱者,是领导者,如今美国处处主动,处处在上游,因为是技术源发地。在这条纵向产业链上,处在下游,必然受制于人。 1958年芯片出现之后的第五年,也就是1963年,日本人从美国引进了集成电路。那时日本是二战后恢复时期,美国对日本采取扶持政策,技术援助。结果,做精微芯片,日本的工匠精神,青出于蓝。由此,日本半导体产业后来居上,而且大规模推向了民用消费领域。所以六七十年代,日本是半导体产业的领头羊。 1965年,日韩实现了邦交正常化,日本开始在韩国设厂,日本和韩国的心态也因为日本有历史欠账,睁一只眼闭只眼,结果韩国把日本从美国引进的技术全盘掌握,某些方面还优于日本。美日韩三国在六七十年代,像浪潮一样,你追我赶,形成了国际性的芯片产业链。 1965年,中国就意识到发展大型集成电路是非常重要的一件事,但在冷战时期,中国尽管以研究两弹一星的体制搞芯片,但直到80年代初,闭关锁国,高新技术与发达国家处在断绝状态,芯片产业没有大的进展。 改革开放以后,1982年在国务院层面成立了电子计算机及大型集成电路领导工作小组办公室。这个办公室从1982年到现在已经将近40年,现在还在,简称"大办"。应该说,近40年来,对芯片不可谓不重视。但国产芯片仍然在全球处在相对落后的状态,尤其是高性能芯片,缺口巨大,全世界四分之三的芯片市场在中国,但百分八十左右还得依赖进口。芯片进口额花费外汇超过了石油一倍多。石油进口一千四百亿美金,芯片进口三千多亿美金。也有一些低端芯片在出口,大概一千多亿,但是逆差还有两千多亿美金。 在全球芯片产业链上,我们处在中下游。上游的高端技术、核心技术,关键零部件,关键专利都不在我们手里。全球芯片产业链条上的龙头企业,目前我们还没有一个。芯片里面最典型的内存芯片,目前美国占全球市场一半,韩国占24%左右,日本占10%,欧洲占8%,中国占3%。市场地位非常边缘化。 回头看,60年来中国芯片的发展,错过了两次机遇。第一次是在芯片发明和发展的黄金阶段,美日韩欧基本同步,形成全球产业链,而我们那时候闭关锁国;第二次是90年代后,市场换技术的路线遇到了1996年瓦森纳协议阻碍,耽误了我们的追赶步伐。1996年,西方42个发达国家签署瓦森纳协议,向中国封锁先进技术,重点就是半导体芯片。 最近十年中国芯片产业增长迅速。已有超过两千家芯片厂商,可以量产14纳米的芯片,产业链逐步从中下游向中上游移动,国家对芯片的产业政策更加密集,力度也在加大。 目前,中国和第一阵营美日韩芯片技术迭代,相差两到三代,目标是2025年与第一阵营缩小到两代或者一代半。什么意思呢?从现在的14纳米量产,到2025年可以量产7纳米、5纳米。最近有报道,台积电未来一年将开始3纳米量产。当然,芯片不会无限小下去,按科学家推算,芯片的极限是2纳米,这是由硅的分子直径决定的。 二、芯片为什么这么难 芯片产业有其独特的内部结构和产业特性。芯片产业链分为五个子链,或者说芯片产业分为五大行业。 第一,设计。数亿的线路如何集成在一起,首先需要设计。芯片设计全球最大的公司是英国ARM,而设计软件,美国EDA居于垄断地位。最近芯片产业最大的新闻是美国英伟达要从英国手里收购ARM,届时美国在芯片产业上将更加强势垄断。华为的海思,设计能力可以达到7纳米。我曾经问华为的副总董明,中国为什么不收购?回答:美欧此类公司,中国永远都不会有收购机会。 第二,制造,包括成品制作和半成品制作。半成品是晶圆,高纯度晶圆基本由日本人垄断,硅的冶炼,日本人可以冶炼到百分之九十点九后面十一个九,然后做成的晶圆是最好的。在晶圆的基础上再做芯片,大家知道这个行业台积电最大,中国的中芯国际目前是全球第五。当然只是产量全球第五,芯片等级较低,利润率也不高,因为许多专利技术不在自己手里,还受到美国严厉监管。 第三,封装测试。将芯片压缩到一个板子上,进行合格测试。因为芯片的线路和触点太多,一个地方有万分之零点几的差错,最终结果也是相当大的差错,所以必须逐个测试。封装测试基本属于劳动密集型,在这个行业,中国与国际差距不大,甚至处于领先地位。 第四,设备。生产芯片的设备大家都知道,最精密的EUV光刻机是荷兰ASML,其他主要是美国。生产晶圆的设备,在日本,主要是三菱、索尼等企业占优势。7纳米工艺光刻机目前只有荷兰ASML能够提供,售价1亿美元以上,有钱还不一定能买到。上海微电子已经能够生产制作28纳米芯片的设备。 第五,辅助材料。包括光刻胶、掩膜版、靶材、封装基板等等,这些材料目前国内仍是瓶颈。 芯片制造是如此之难,却又如此重要。它的特点就是在整个国民经济中的基础性、战略性地位,不管是民生、国防、工业、装备、航天等等,芯片出问题,就等于人的心脏出问题。 芯片又是一个全球充分竞争的行业,但进入的门槛高,周期长,资金密集、技术密集、人才密集。投资动辄数百亿美元,研发人员成千上万,基本是全球有限寡头间的竞争,是跨越国界的国际市场竞争。 但芯片的竞争,由于其重要的战略价值,不仅是市场竞争,它还是国家竞争,乃至成为国际贸易战的有力武器,成为竞争对手之间限制和制裁的重点产业。国家竞争与市场竞争有着不一样的竞争规则。 三、中美竞争背景下的芯片 中美贸易战以来,芯片成为热词,成为焦点。9月15日,迫于美国技术垄断压力,台积电正式停止为华为麒麟芯片代工。华为花了六百万人民币从台湾包机拉回了最后一批芯片,据说是全体华为高管们集资的钱,台积电也算照顾同胞,把能给的货都给了华为。但华为储存的芯片也只够支撑2021年半年的手机出货量。 最近美国商务部放话,中芯国际要上美国的实体名单。中芯国际在中国刚刚上市,募了500多亿人民币。如果说中芯国际在上游的设备和技术上出问题,高性能芯片生产将再生变数,前景不妙。 在芯片领域,中国基本上没法反制美方制裁,供求和技术极端非对称,英特尔、高通、苹果、微软,我们都是强依赖,而其对中国则是弱依赖。就和现在的抖音微信一样,美国要遏制,我们也是没法反制,因为谷歌早已离开中国,脸书压根就没到过中国。 美国国家安全战略和美国对华战略,都将中国作为头号竞争对手,全面遏制中国已是国策。芯片,非对称精准打击,对美机会成本最低,对我伤害最大。以关税为标的的贸易战,上升为以芯片为武器的科技战、产业战,华为成为牺牲品。接班人被羁押,芯片断供,操作程序年底到期,美国商务部对华300多家实体清单,华为独占60余家。当然,美国对华为恐惧也是有原因的,信息技术革命,主要是由美国的通信企业发起。华为是有通信产业基因的公司,不光是有移动终端,还有领先世界的5G技术。如同当年美苏之间的太空竞争,争夺太空主动权,即将到来的数字时代、智能时代,如何能争夺到主导权?芯片成为关键产业的关键环节。 美国并不是简单的反全球化,美国要在全球化中"去中化"。美国鹰派鼓动与中国全面脱钩虽是痴人说梦,但科技脱钩已经开始实施。怎么办?第一个想到的办法就是抢人,数倍的工资挖人。台积电的保安对来自中国大陆的猎头严防死守,据说最后把保安都挖来了。 任正非7月底在东南沿海一些高校去发现人才,因为华为需要增加三万名工程师充实研发队伍。现在最缺的就是人才,芯片之战,成为人才之战。高端制造业的一个特性就是与科学和教育连在一起,其竞争也是国家间教育和科学力量的角逐。中国教育系统至今一个诺奖都没有,也就是说, 缺少从0到1的颠覆式创新。华为的5G是哪儿来的?是土耳其的一位科学家的假设,最后被华为发现并变成了产品。先进技术先由科学家假设、实验室发明,最后由企业家和科学家共同将其产业化。中国工业化快速追赶西方,中间势必缺失了很多东西,少了很多环节。由于基础研究差,导致了底层的硬件、软件都要依赖别人,这是根本差距。 应该说,我们还在追赶当中。只是国际环境变化,我们才提出内循环为主体,这是无奈之举和底线思维。提出发展新格局,并不 意味者 问题已经解决,而是为了应对复杂严峻的国际环境,做出必要的思想准备和工作准备。内循环为主体,内外循环互促,说起来容易,做起来难! 林毅夫先生一直强调发挥比较优势,但现在已经没有比较优势了。如果还继续坚持比较优势,那永远是低质低价的"made in China", 永远是产业链的中下游,高端的东西永远在别人手里,一卡脖子就卡死。后发优势也不灵了,市场换技术、模仿式创新,总想跟随在别人后面,现在别人不让你跟了,跟不住了。 但高科技和高端制造领域,与美国的脱钩已不可避免。在别人"去中化"的同时,自己必须要有"去美化"的思想准备。芯片等高端制造业,国内有巨大市场,自己不发展却受制于人,不是长久之计。一个产业的发展,除了资金、技术、人才等,首先市场要大,市场需求能拉动足够投入。华为已有鸿蒙,下一步可以把海思做大。华为一年芯片需求量八百亿,这就是撬动产业的支点。据说华为已有"南泥湾计划"。没有比面对死亡更难的事,背水一战,别无选择。 新冠疫情导致全球产业链重构,重构的趋势就是产业链从长变短,由细变粗,变成区域化、本土化。原来的产业链是跟着成本走,哪里成本低往哪里布置。现在不是,现在是哪里安全往哪里走。 当然,效率和利润原则仍然在起作用。美国政府倡导脱钩,在企业巨大的经济利益面前,也可能妥协。所谓的实体清单就是要美国企业报批,经过审批之后仍然可以做生意。现在,美国大批企业已经开始向美国商务部申请,脱钩不可能一刀两断。但反复博弈,逐步脱钩应是大趋势。中国科技界、企业界对此一前景应做出最坏打算。 四、中国芯片还有戏吗 中国1982年即成立计算机和大型集成电路领导小组办公室,简称"大办"。"大办"上一届主任是马凯,现在是刘鹤。国家层面设立一个产业的领导组织,政策力度已经够大了。针对芯片发展,1990年有908工程,1999年又有909工程,2000年国务院专门发了关于芯片发展的18号文件。 863计划向芯片重点倾斜。十大专项基金设立之后,01号、02号项目都给了芯片。2014年,几十个院士又向国家领导人写信,成立了专门扶持半导体产业的"大基金",即大型集成电路发展基金,基金第一期募了一千三百亿,当时的工信部财务司王占甫司长做董事长,今年又开始第二期,两千一百亿,股份制,包括财政部、烟草总公司等二十几家股东,工信部办公厅主任楼宇光担任董事长。无疑,正在起草的十四五规划,芯片仍将是重中之重,许多地方,也把芯片列为重点发展产业。 产业政策很重要,但政策不是万能的。问题有三。其一,政策自上而下,全面撒网,没有专注于细分领域突破。而细分领域由谁来突破?只能是离市场最近的企业家。所谓细分领域,实际上是由企业来定义的,企业做大了,一个细分领域就成立了,但做规划的人并不知道哪一个细分领域可以做大;其二,基金到了企业,尤其大型国企、央企,很可能都搞了基建,因为企业领导人都是一届、两届,能看到的效果就是盖房子。如果搞基础研发,搞人才投入,任期内很难看到效果,宁愿买技术赚快钱;其三,所有相关政策和项目的制定者以及评审专家,大都是从央企、大学抽调,委员专家不可能完全中立,既是裁判员,又是运动员,无人为项目负最终责任。 比如说1982年时,"大办"确立了两基一点的芯片产业选址布局,两基是江浙沪和京津沈,一点就是西安,哪里能想到却是深圳、成都异军突起。举国体制有其优势,但技术创新的主体,永远是企业。举国体制和市场主体之间是一对难以协调的矛盾。事实上,中国政府在芯片产业上投的钱是全世界最多的,甚于美日韩,也甚于欧洲,至于效果怎样,别人一制裁就知道了。 我对政府主导的"新基建",也不看好。道理是,"新基建"主要是数字基建、数字经济,这些都是风险投资干的,是投资家企业家干的活,政府主导必然出问题。请问,拼多多、抖音、微信、钉钉、美团、顺丰、滴滴,这些改变我们社会经济生活底层基础的新建构,是政府砸钱能投资出来的吗? 各地引进投资,芯片已成香饽饽。芯片项目满天飞,但很可能又是一地鸡毛。据有关统计,2020年前8个月中国有近万家企业转投芯片行业,包括广西、甘肃都有近百家企业投产芯片。堪称芯片大跃进。资本市场上,VC/PE都在找芯片项目,芯片投资咨询机构遍地开花,专家、企业家、投资家、中介,相互利用、相互壮胆,又相互带偏。砸钱、讲故事、套现、撤退,中小投资者见芯片如韭菜之见镰刀。做芯片是与时间交朋友,但市场上募资的全是新公司,PPT个个漂亮,但没有产品,有的弄出一个样品就说开始量产。多数企业没有上下游产业链,销售额低,没有利润,甚至没有真正做芯片的研究团队。 前些年某大学微电子学院院长,从美国买回芯片,然后让临时工把上面的商标锉掉,又刻上汉芯二字,骗了十一个亿,最为糟糕是是耽误许多国家项目,败坏了产业生态。前些天又爆出,武汉弘芯,一千三百多亿投资,项目暂停,破产在即,国内唯一的七纳米光刻机已被银行抵押。政府和企业,无视芯片企业的研究基础、团队基础,好大喜功,惨烈翻车,令人唏嘘。 五、打通内循环的卡点 中国必须发展自己的芯片产业,这一点毋庸置疑。最坏的情形是,未来全球存在两条芯片供应链,中国独一链,美国等西方国家另一链。至于能不能成功?在多大程度上成功?先干起来再说。 自2010年,中国成为世界第一制造大国,但十年后,小小芯片仍是第一制造大国不可承受之重。必须承认,中国是制造大国,但远不是制造强国。世界制造强国分三大阵营,美国第一,德国、日本居第二,中国处在第三阵营。世界制造业巨人,美国是头脑,日本、德国是心脏,中国是四肢,是干粗活、干力气活的。 中美贸易战和新冠疫情使我们发现,我们处在全球价值链的中低端,世界对我们的依赖不可以替代,但我们对世界的依赖也无法替代。中国制造,有品种优势,无品质优势;有成本优势,无技术优势;有速度优势,无质量优势;有产品优势,无品牌优势。十四五开局之前,全国开始排查各行业卡脖子技术,制造业最为集中。 芯片制造,操作系统,新材料系统,精密设备系统,三大系统均受制于人。与芯片类似的受制于人关键技术和核心零部件,还有航空发动机,传感器,离子隔膜,高压柱塞泵,环氧树脂,等等,《中国制造2025》提出未来要追赶的十大领域,多数都受制于人。 所以,如果真的要把外循环断了,中国的内循环也可能将是一句空话。内循环为主体,外循环仍然必不可少。而且,即使内循环为主体,也要防止国外出现的新兴产业,因外循环不畅,而再次形成新的差距。尤其,一旦美国形成世界性联盟,国内高新技术制造、先进制造、高端制造的卡点将会越来越多。 还须提防,经济长时段下行,财政越来越困难,举国体制的政策效应会逐步递减,也会受到国际市场质疑。尤其要提防,类似芯片这样的竞争陷阱,成为中国国力的消耗战。什么是竞争陷阱?就是当我们利用举国之力不惜代价把产业水平和西方追赶差不多的时候,西方突然放开市场,那么所有不惜代价的投资岂不打了水漂。芯片是这样,上面列举的所有卡脖子的行业都如法泡制一遍,整个中国国力将是巨大的消耗。当年美苏竞赛就是这样将苏联国力耗干耗尽,油尽灯枯,国家解体。竞争陷阱,不可不防。 外部循环仍然至关重要。对外开放的大门永远不能关上,只能越开越大。没有一个国家自力更生造光刻机,也没有必要。总书记9月11号科学家座谈会,讲了六条加快科技创新的意见,其中一条"加强国际科技合作"。当前,需要的仍然是"加强",而不是"减弱"。加入,而不是脱离全球分工协作系统,仍然非常重要。芯片产业,两条供应链可以,但千万不能脱离全球创新链。 内循环所有卡脖子的关键技术,本质上都是基础科学问题,这些问题,没有十年以上时间解决不了。 结论两条:继续加大开放力度;内省科教体制机制。 ~END~

    时间:2020-09-30 关键词: 芯片 半导体

  • 250亿补贴半导体!美国计划推动本国产能回归

    250亿补贴半导体!美国计划推动本国产能回归

    美国半导体协会今年发布的美国半导体行业报告显示,2019年总部位于美国的半导体公司全部前端晶圆制造产能只有44.3%位于美国本土,17.4%位于新加坡,9.9%位于中国台湾,9.1%位于欧洲,8.8%位于日本,5.6%位于中国大陆,5%位于其他地区。 而高端芯片的工艺技术还要依靠亚太地区产业链的支持,美国本土的晶圆制造业水准已经出现落后亚太地区厂商的趋势。在中美经贸与科技的竞争中,半导体行业位于摩擦点的中心位置。 在通过各种方式打压中国企业发展的同时,美国近期也在试图推动芯片行业,尤其是制造环节的回流。据《日本经济新闻》27日报道,美国两党议员近期提出多项芯片鼓励法案,计划耗资数百亿美元加码芯片研发与生产,“担忧中国崛起的美国国会和政府希望通过对半导体的巨额补贴,推动供应链回归美国国内。” 巨额投入抗衡中国 6月底,多位美国两党议员共同提出《2020美国晶圆代工法案(AFA)》,如果法案获批,美国将向各州芯片制造业、国防芯片制造业投入共计250亿美元的资金。《日本经济新闻》报道称,截至9月26日浮出水面的两院统一法案的草案提出,对于半导体工厂和研究设施等,联邦政府最多可提供每间30亿美元的补贴。此外,联邦政府还可能建立150亿美元规模的基金,用10年时间展开投资。报道分析认为,这一新法案显示出,美国国会担忧中国半导体崛起,美国决策者也希望通过对半导体的巨额补贴,推动供应链回归美国国内,提升英特尔等美国大型企业的开发能力。 报道称,美国对中国芯片产业采取的种种手段一方面是为遏制其发展,另一方面也显示出美国对本土芯片产业“空心化”的警惕。美国波士顿咨询集团统计显示,目前中国大陆半导体产能在全球产能中的份额已达15%,超过美国,有预测称到10年后将增至24%,在世界范围跃居首位。美国仅占世界半导体整体产能的12%。 全球电子产业供应链受冲击 香港半导体行业分析师林子恒28日接受《环球时报》记者采访时表示,目前,全球可以实现5纳米级别芯片量产的公司台积电与三星都位于亚洲。上世纪80年代,美国半导体行业曾遭到新兴的日本厂商挑战,当时美国一方面与日本进行“反倾销”谈判,另一方面主导成立美国半导体制造技术研究联合体,帮助美国半导体企业在90年代再次崛起。“不难看出,美国政府现在也希望通过政策引导半导体企业回归、发展”,林子恒说,但基于全球产业链分工,这一想法实现的难度较大,且韩国、中国台湾、中国大陆等地也会加大竞争力度。美国半导体行业报告显示,在全球半导体产业资本投入总额中,韩国以31%的研发投资占比位居全球首位,美国位列第二(28%),之后依次为中国台湾(17%)、中国大陆(10%)和日本(7%)。《金融时报》援引美国湾区委员会经济研究所高级主任肖恩·兰道夫的观点称,全球电子产业不断加剧的紧张气氛敲响了“警钟”。他表示全球供应链似乎在收紧,尤其是在关键或战略性技术方面,而芯片在这份清单上首当其冲。 《金融时报》28日报道称,全球第二大NAND闪存芯片生产商日本铠侠控股原定于28日披露其上市定价,但该公司董事会当天宣布推迟这次日本今年最大规模的IPO。 共同社报道称,铠侠认为,美中两国在科技领域日益恶化的争端削弱了投资者的需求,并增加不确定性,促使该公司重新考虑其计划。美国收紧对华为的制裁,已经影响到铠侠对华为的大部分或全部芯片销售,而中国是铠侠核心市场之一,贡献着其年收入的20%。 美企芯片产能一多半在海外 英国《金融时报》近日报道称,美国企业当下在全球芯片产业的许多领域占据主导地位,它们约占全世界芯片销售额的一半,而用于设计和制造芯片的复杂技术有很多来自美国设备制造商,这让美国对全球电子产业具备“卡脖子”的能力。 然而《日本经济新闻》称,美国类似英伟达和高通等专注于半导体电路设计的无厂房芯片企业众多,生产环节大多委托给位于中国台湾等地的海外产业链条。 本土半导体生产出现“空心化”,涉及军事技术的芯片供给渠道或成为安全保障方面的风险。

    时间:2020-09-30 关键词: 美国 国产 半导体

  • 你不知道的比亚迪半导体

    你不知道的比亚迪半导体

    比亚迪自进入汽车行业以来,就定下了发展新能源汽车的战略。作为电动汽车的核心,芯片是一定要解决的问题。 比亚迪从2002年进入半导体领域,经过近20年努力,除了已经为人所熟知的IGBT、SiC功率器件之外,比亚迪半导体还在MCU(微控制单元)、AC-DC、保护IC等智能控制IC,嵌入式指纹识别芯片、CMOS图像传感器、电流电压传感器等智能传感器,以及光电半导体等领域取得显著成果。 比亚迪深耕半导体技术,打破国外企业垄断,实现了从工业消费级半导体产品技术,到车规级高效率、高智能、高集成半导体技术的跨越式发展,解决了汽车电动化、智能化进程中的关键技术问题。 IGBT4.0发布会活动现场 一、不断攻克智能化关键技术,32位车规级MCU率先国产化 MCU即微控制单元,是将CPU、存储器都集成在同一块芯片上,形成芯片级计算机,可为不同应用场景实施不同控制。随着汽车不断从电动化向智能化深度发展,MCU在汽车电子中的应用场景也不断丰富。作为汽车电子系统内部运算和处理的核心,MCU是实现汽车智能化的关键。在汽车应用中,从雨刷、车窗到座椅,从安全系统到车载娱乐系统,再到车身控制和引擎控制,几乎都离不开MCU芯片,汽车电子的每一项创新都要通过MCU的运算控制功能来实现。 据iSuppli报告显示,一辆汽车中所使用的半导体器件数量中,MCU芯片约占30%。在汽车向智能化演进过程中,对MCU的需求增长得越来越快。IC Insights预测,未来MCU出货量将持续上升,车规级MCU市场将在2020年接近460亿元,2025年将达700亿元,单位出货量将以11.1%复合增长率增长。MCU是行业战略高地,对汽车智能化发展有着决定性的作用。 比亚迪半导体从2007年就进入MCU领域,从工业级MCU开始,坚持性能与可靠性双重路线,现拥有工业级通用MCU芯片、工业级三合一MCU芯片、车规级触控MCU芯片、车规级通用MCU芯片以及电池管理MCU芯片,累计出货突破20亿颗。 结合多年工业级MCU的技术和制造实力,比亚迪半导体实现了从工业级MCU到车规级MCU的高难度跨级别业务延伸,在2018年成功推出第一代8位车规级MCU芯片,2019年推出第一代32位车规级MCU芯片,批量装载在比亚迪全系列车型上,已累计装车超500万颗,标志着中国在车规级MCU市场上实现了重大的突破。未来,比亚迪半导体还将推出应用范围更广、技术持续领先的车规级多核高性能MCU芯片。 比亚迪MCU芯片 二、功率半导体以IGBT和SiC为核心,逐步实现全产业链整合 2005年,比亚迪组建团队,开始研发IGBT(绝缘栅双极晶体管);2009年推出国内首款自主研发IGBT芯片,打破国外企业的技术垄断;2018年推出的IGBT 4.0芯片,成为国内中高端IGBT功率芯片新标杆。目前,以IGBT为主的车规级功率器件累计装车超过100万辆,单车行驶里程超过100万公里。 比亚迪半导体IGBT4.0晶圆 与此同时,比亚迪半导体对SiC的研发也从未停止。和IGBT相比,SiC生产的芯片尺寸更小、功率器件效率更高,耐温性也更高。作为新能源汽车下一代功率半导体器件核心,SiC MOSFET可使得电机驱动控制器体积减小60%以上,整车性能在现有基础上再提升10%。 今年7月上市的比亚迪旗舰车型"汉",是国内首款批量搭载SiC 功率模块的车型。匹配这一电控系统的后电机,峰值扭矩350N m,峰值功率为200kW,SiC电控的综合效率高达97%以上,使整车的动力性、经济性表现非常出众。 三、光电半导体和智能传感器持续发展,多个细分市场占主导地位 除了MCU、IGBT和SiC,比亚迪还致力于光电半导体产品的研发与生产,不断拓展自主研发LED光源在汽车上的应用,现已实现可见光及不可见光产品全面覆盖。目前,比亚迪半导体的车规级LED光源累计装车超100万辆,在汽车前装市场上位居中国第一。 与此同时,比亚迪半导体在嵌入式指纹芯片、扫描传感器、CMOS图像传感器、电流电压传感器等智能传感器领域也发展迅速。 作为嵌入式指纹市场主流供应商,各类SENSOR方案月出货量超100万套,在中国智能门锁市场占有率第一。在嵌入式指纹市场,比亚迪半导体开创了多项全球第一,比如:第一家小面积算法嵌入式化;第一家推出大小面积融合算法,识别率超过99%,远超行业标准(95%);第一家推出完整嵌入式指纹解决方案,推出三合一锁控MCU,高度集成,大大缩短方案开发周期和开发成本。 比亚迪半导体高集成、三合一锁控MCU 在扫描传感器方面,比亚迪半导体打破了线性扫描传感器芯片由日本公司垄断的局面,扫描传感器芯片出货量位居中国第一,全球第二。 在图像传感器方面,比亚迪半导体由手机消费电子入手,逐步向车规级拓展,成功开发出了国内第一颗车规级BSI 1080P、960P图像传感器,正在继续探索和丰富图像传感器芯片在汽车领域的应用场景。 近年来,我国大力支持半导体产业发展,在家电、工业等领域已逐渐实现进口替代,在车规级半导体领域虽有突破,但仍处于弱势地位。 作为中国率先掌握车规级核心半导体器件的企业,比亚迪半导体正持续为客户提供领先的车规级半导体整体解决方案,致力于成为高效、智能、集成的新型半导体供应商。

    时间:2020-09-29 关键词: 比亚迪 MCU 半导体

  • SENSORCHINA:传感器盛宴重磅来袭

    SENSORCHINA:传感器盛宴重磅来袭

    自2012年开始,我国的传感器技术与产业进入到飞快发展阶段,目前中国已经形成了较为完整的传感器产业链,并且呈现出多元化的发展趋势。2019年我国的传感器市场规模已突破2000亿元,相关数据预计2021年将达近3000亿元。 2020十年开局之年,疫情侵袭、零件涨价、资金链紧缺让不少传感器企业面临严峻挑战。在此背景下,9月23日至25日,亚洲传感器盛会SENSORCHINA风雨不改,在上海跨国采购会展中心成功举办。作为见证中国传感器产业迸发新机、凝聚传感器核心力量与提供交流对接机会的专业展会平台,SENSORCHINA带着它的超强实力传感器企业重磅来袭。 今年SENSORCHINA以“我们制造联接”为主题,致力于联接产业链上下游、联接技术与资本、联接供需双方,联接智慧未来。15+论坛、350+展商、15000+观众汇聚于此,见证传感器盛会的再次腾飞,汇聚不少技术超群的传感器企业同台竞技,互相交流,给大家呈现了一场技术、商业和思想的传感器盛宴。 一、巨头强势助攻,传感器应用协同创新 在本次SENSORCHINA的展会,不仅汇聚了芯片设计、各类型传感器、工业等低调的传感器企业,携黑科技产品与技术吸粉无数,更有传感器行业的精英人士紧密交流达成合作意识,引爆了智能家居、智能工业、智能医疗、智能交通、智能安防多个领域,用丰富的展品缤纷为观众所呈现多场景多品类的传感器产品解决方案,在无形中助推了中国传感器企业打造科研创新的综合硬实力。 在展会现场,慧聪电子网有幸采访到了来自传感器以及芯片等领域的企业,其中包括了 无锡芯感智半导体有限公司、苏州纳芯微电子股份有限公司、微传智能科技(常州)有限公司、艾知传感器(上海)有限公司4家代表企业的高层精英,在展会现场与我们的记者共话产业大势,直击传感新世界,接下来,让我们聚焦这次展会传感器厂商们的发展愿景与想法。 二、无锡芯感智:稳步增长,借时借势全力突破 无锡芯感智半导体有限公司 得益于国内市场的需求增大,我国已涌现了一批优秀、潜力巨头的MEMS传感器厂商。比如成立于2010年的无锡芯感智,作为国际知名的MEMS传感器研发与生产的“标杆”企业,对标以霍尼韦尔为代表的国际厂商,产品涉及医疗、汽车、工业等多个领域。 疫情期间,红外传感器产品市场一度火爆。在产品供应链保障方面,无锡芯感智总经理刘同庆直言道:“作为无锡唯一一家专注额温枪、监护仪等医疗设备芯片设计的企业,我们秉承着打造“无锡造”的理念,在4月底以自身硬核实力组建封测厂,疫情也没有阻止我们保障对于MEMS压力传感器的持续产出,从芯片设计、封装、测试、整机模组各方面都是严格达到国家标准工艺水准。” 据调查,无锡芯感智生产的红外传感器成为国内红外传感器产品跻身国际水平的经典范例,在今年好评如潮。SENSORCHINA2020上,无锡芯感智带来了包括工业和高端医疗器械上的传感器解决方案,而谈及未来传感器市场的发展规划时,刘同庆表示无锡芯感智将会继续拓展布局,未来两年保持60%的增长力,源源不断带给合作客户优质的产品体验,助力客户更好将产品推出市场。 三、纳芯微电子:紧握机遇,打响国产替代漂亮一枪 苏州纳芯微电子股份有限公司 信息化时代下,新技术革命的到来让传感器成为了人向外界获取信息的“电五官”,其中传感器在协助推动经济发展与技术进步上发挥了重要作用。在传感器这条赛道上,中国虽然起步较晚,但在近几年仍不乏出现作出亮眼成绩的国产企业。 作为国内知名的信号链芯片及其解决方案提供商,纳芯微电子聚焦了传感器与数字隔离两大产品方向,专注于数模混合信号链芯片的设计与开发,产品覆盖了汽车、工业、消费电子以及家电等领域。本次展会纳芯微电子重磅带来了两款压轴产品,分别是一款是带气嘴DIP8封装的MEMS集成表压传感器NSPGD1,一颗最新发布的车规级LIN总线接口传感器信号调理芯片NSA(C)9262,现场吸引了不少观众围观询问。 此外,今年5G基站的激增,其背后也蕴含了无限商机,其中首当其冲的便是隔离芯片领域。对于持续投入研发的国产IC企业——纳芯微电子,凭借其独特优势和丰富经验在领跑国内市场,在缩短与国际厂商的差距。纳芯微电子市场副总裁/传感器产品线总监高洪连在采访中表示,未来数字隔离领域也还是纳芯微重点布局的方向之一。 近年来中美贸易摩擦不断,其中通信行业成为了众矢之的,是较早出现在国产替代话题里的关键词,在这场科技竞争中,纳芯微电子紧抓5G与国产替代机遇,以首批在国内市场上实现规模批量出货的供应商打响了国产替代漂亮一枪,通过提供高品质、宽覆盖的产品,不断丰富产品组合,来满足合作客户对于高可靠性、高质量、高性能的多方需求。 四、微传科技:坚持创新,助力企业摆脱进口标签 微传智能科技(常州)有限公司 在世界传感器市场上,中国传感器产业在赛道上十余年奋力奔跑,目前已经处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,不久传感器技术的发展将会扫清边缘科学研发的障碍,世界各国在暗地里相互较劲,国内也诞生了一批优质的MEMS传感器厂商,其中微传科技被业界称为“磁与MEMS运动传感器的弄潮儿”,以拥有自主的AMR技术、可靠的核心算法及应用方案,稳定的生产质量和供应链管控等核心优势,在MEMS市场占据一定部分的市场份额。 这几年来,随着国家新基建战略的进一步实施和部署,传感器市场规模正在逐步呈现高速增长态势,这也将促进传感器技术的突破和创新发展,为传感器在新时代的价值创造提供千载难逢的机会。微传智能科技销售经理朱一鸣在针对国产市场方面回答到,虽然国内传感器主要都是依附于国外进口,但也越来越不能忽略国内智能磁传感器领域已经在持续突破,国内企业想要掌握一定的市场决策能力,更需要以硬核磁传感器核心技术为底气,这一点微传科技在市场需求、客户应用服务端有着本土优势。 此外,朱一鸣表示,传感器作为优质重要的信息和数据来源,传感器厂商必须保证在万物互联时代真正到来之际,能提供人工智能进行源源不断的数据来供应机器学习。此外,微传科技也在这一趋势下稳扎稳打,不断加大研发投入,加速集成电路与传感器融合,加持AI算法提高产品性能,努力制造出更加优秀国产磁传感器,助理传感器市场摆脱对于进口的依赖。 五、艾知传感器:磨刀不误砍柴工,市场大有可为 艾知传感器(上海)有限公司 在人们日常的生活中,一个必不可少的核心小器件总是围绕在身边,默默发挥着重要的作用,却又常常被忽略,那就是传感器——一个重要的信息获取装置,它与信息传输技术、计算机技术是信息技术的主要组成部分。在众多品类的传感器产品中,作为特种元器件之一的气体传感器,在近年来也因为涉及物理、化学、生物、等多个学科的安全问题而备受海内外国家重视。 目前我国的气体传感器发展趋势正猛,在微型化与智能化等方面也已小有成就,以艾知传感器SGX为例子,它是一家总部位于瑞士的气体传感器企业,主要关注人类生命安全与环境保护上的产品应用,如助力客户研发保护易燃易爆、有毒有害气体的相关产品。艾知传感器SGX亚太区副总经理查仲方在采访中,更是直接调侃到艾知传感器SGX像是一家学术派的企业,因为公司也是密切关注全球范围内危险性气体法律法规的发布情况,以及相关产品的研发进度。 在进一步的采访中,我们了解到艾知传感器SGX是一家历经60年的老牌气体传感器厂商,坐拥多个MEMS技术专利产品,以强大的研发团队与先进研发技术为有力支撑。在汽车领域其产品国内年销量能达到200万+,市场占有率50%以上,对标客户的多样需求进行定制化生产服务。 “磨刀不误砍柴工”,查仲方谈及国内传感器研发状态表示,艾知传感器SGX认为无论是从国家层面还是从行业技术的研发层面,都需要顺应发展趋势,给自己一个逐步发力增长的时间,艾知传感器SGX是非常看好中国市场的,在国产替代方面也在加强布局,靶向性地针对关注的市场进行产品开发,制造出更多优秀的气体传感器产品。 总而言之,未来万物互联将会是下游场景应用定义和驱动芯片设计的时代,中国传感器厂商也将会迎来弯道超车的良好机遇,坚持产品应用与科技创新才是实质的取胜之道。

    时间:2020-09-29 关键词: 芯片 传感器 半导体

  • 紧盯四大领域,看SiC市场新贵的新玩法

    本文转自电子工程专辑 作者:邵乐峰 作为新材料的SiC与传统硅材料相比,从物理特性来看,电子迁移率相差不大,但其介电击穿场强、电子饱和速度、能带隙和热导率分别是硅材料的10倍、2倍、3倍和3倍。 这意味着基于SiC材料的功率半导体具有高耐压、低导通电阻、寄生参数小等优异特性,当应用于开关电源领域中时,具有损耗小、工作频率高、散热性等优点,可以大大提升开关电源的效率、功率密度和可靠性,也更容易满足器件轻薄短小的要求。 Si、SiC和GaN关键参数对比 Omdia《2020年SiC和GaN功率半导体报告》显示,得益于混合动力和电动汽车、电源和光伏(PV)逆变器的需求,新兴的碳化硅和氮化镓功率半导体市场的销售收入预计将从2018年的5.71亿美元增至2020年底的8.54亿美元,并在2021年突破10亿美元大关。未来十年内,该市场的规模将以年均两位数的增长率,并一路攀升至2029年的50亿美元。 GaN和SiC功率半导体的全球市场收入预测(百万美元) SiC器件领域玩家众多,作为一家相对较新的SiC器件供应商,安森美半导体于2017年进入该市场,技术来自2016年末收购的飞兆(Fairchild)半导体。 安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民日前在接受《电子工程专辑》采访时表示,电动汽车、电动汽车充电桩、可再生能源、和电源将是公司SiC战略重点关注的四大市场。 安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民 电动汽车(EV)/混动汽车(HEV) 其实,SiC最初的应用场景主要集中在光伏储能逆变器、数据中心服务器UPS电源和智能电网充电站等需要转换效率较高的领域。 但人们很快发现,碳化硅的电气(更低阻抗/更高频率)、机械(更小尺寸)和热性质(更高温度的运行)也非常适合制造很多大功率汽车电子器件。 根据Yole在《功率碳化硅(SiC):材料、器件及应用-2019版》报告中的预计,到2024年,碳化硅功率半导体市场规模将增长至20亿美元,2018-2024年期间的复合年增长率将高达29%。 其中,汽车市场无疑是最重要的驱动因素,其碳化硅功率半导体市场份额到2024年预计将达到50%。 “EV是未来几年SiC的主要驱动力,约占SiC总体市场容量的60%,因为SiC每年可增加多达750美元的电池续航力,目前几乎所有做主驱逆变器的厂家都将SiC作为主攻方向。”王利民说除了主驱市场外,在车载充电器(OBC)/非车载充电桩和电源转换系统(车载DC/DC)领域中,受到全球多国利好政策, 例如美国加利福尼亚州已签署行政命令,到2030年实现500万辆电动汽车上路的目标;2019年欧洲的电动汽车销量增长67%;电动汽车在中国各大一线城市可以零费用上牌等的影响,绝大部分厂家正在将SiC作为高效、高压和高频的功率器件使用,市场需求急速攀升。 5G电源和开关电源 电源是碳化硅器件最传统,也是目前市场份额相对较大的应用市场。从最早通信电源的金标、银标、到现在的5G通信电源、数据中心电源,都对功率密度和高能效提出了非常高的要求,而碳化硅器件由于没有反向恢复,电源能效通常能够达到98%,受到追捧并不令人感到意外。 电动汽车充电器/桩 现有充电桩多数为1级/2级,但消费者要求等效于在加油站加满油(直流充电),这就需要更高的充电功率和充电效率,因此随着功率和速度的提高,对SiC MOSFET的需求越来越强。 太阳能逆变器 无论是欧盟20-20-20目标(到2020年,能效提高20%,二氧化碳排放量降低20%,可再生能源要达到20%),还是NEA设定了清洁能源目标,到2030年要满足中国20%的能源需求,以太阳能为代表的清洁能源始在各国能源计划中终占据重要地位。 而在目前的太阳能逆变器领域中,碳化硅二极管的使用量也非常巨大,安装量持续增长,主要用于替换原来的三电平逆变器复杂控制电路。 王利民认为,目前SiC行业厂商提供的产品或服务大致相同,因此,各大厂家主要还是依靠差异化竞争策略。 而安森美半导体的竞争优势,主要体现在领先的可靠性、高性价比、能够提供从单管到模块的完整产品线、所有产品都符合车规级标准等方面。 例如在H3TRB测试(高温度/湿度/高偏置电压)中,安森美半导体的SiC二极管可以通过1000小时的可靠性测试,实际测试中则会延长到2000小时;1200V 15A的碳化硅二极管在毫秒级有10倍过滤,在微秒级有50倍过滤。 此外,为了实现高性价比,安森美半导体的做法: 一是通过设计、技术进步来降低成本; 二是通过领先的6英寸晶圆的制造工艺与良率来实现好的成本; 三是通过不断地扩大生产规模以降低成本。 “整个SiC市场会一直呈现分立器件和模块两者共存的局面,但模块绝对是SiC器件的一个重要发展方向。”王利民表示,电动汽车领域SiC MOSFET或二极管市场确实是以模块为主,之所以叫模块是因为用户会将SiC分立器件的成品封装到模块之中,所以它既是模块,也是一个单管的分立器件成品。 目前来看,模块化设计主要集中在较大型功率器件上,比如几十千瓦或几百千瓦级别的车载逆变器,但电动汽车的OBC和DC-DC设计却都以单管为主,因此在汽车领域,可以认为一大半的趋势是模块,一小半是单管。 而在非汽车领域,诸如太阳能逆变器、5G及通信电源、电动汽车充电桩,市场上还没有客户采用模块化的方案,基本都是单管方案。按照数量,市场是以单管为主;按照金额,或许更多市场将会是模块方向。 晶圆短缺一直以来被认为是制约碳化硅市场发展的重要原因之一,与其它仍采用4英寸SiC晶圆的厂商不同, 安森美半导体从入局开始就选择了6英寸晶圆,并已签署两个长期供应协议(LTSA),不断评估新的基板制造商并在内部开发基板,确保晶圆供应。 王利民强调说,SiC材料相当坚硬,机械上很难处理纤细的大尺寸晶圆,所以SiC不像硅材料般容易做到超大尺寸。8英寸大小的SiC晶圆仍然是太过超前的技术概念,目前几乎所有厂商都无法处理超薄的超大晶圆,进而进行批量生产。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-29 关键词: 汽车电子 元器件 半导体

  • 中芯国际发布澄清公告,全面回应“被美封杀”传闻

    中芯国际发布澄清公告,全面回应“被美封杀”传闻

    近日,有多家外媒援引美国商务部9月25日的一封信函副本称,美国政府已经对中国最大的芯片制造商中芯国际(SMIC)实施了出口限制,其原因是美方认为向中芯国际出口产品有可能被转用于“军事目的”。 不过,这一信函的真实性还有待确认,因为美国商务部尚未发布官方消息,也拒绝就这封信置评。 (网络流传的美国商务部信函副本) 对此,中芯国际9月28日发布澄清公告表示,本公司并未收到此类官方消息。本公司重申,中芯国际只为民用和商用的终端用户提供产品及服务。本公司和中国军方毫无关系,也没有为任何军用终端用户生产。 (中芯国际澄清公告)

    时间:2020-09-29 关键词: 半导体 中芯国际

  • 半导体行业发展需要重视的三大法宝

    半导体行业发展需要重视的三大法宝

    在2019海峡两岸集成电路产业合作发展论坛上,在谈到科技对社会的影响时,台积电中国区业务发展副总经理陈平说:“每一个时期的重大发明都会改变我们的生活,19世纪的钢铁,20世纪的汽车飞机等等,在推动发展力的同时也让社会蓬勃发展。而着重要说的就是20世纪中期半导体晶体管的发明,这一项发明让社会产生了巨大的变化。基于半导体建立的IT技术,让世界变成一个“村”,人类从此进入互联时代。” 一、发展动力强劲的半导体产业 半导体的出现彻底改变了我们的生活,集成电路发展到现在不过60年,最早出现的时候,产品规模全球每年只有几千到几万台;7、80年代开始,电子器件普及,产品规模一年达到数亿台;而到了最近几年,手机等消费电子开始流行,每年产品规模可以达到几十亿。人类的生活在不断发生改变,越来越大的需求在不断推动新技术的产生,移动终端、高速计算平台、IOT以及自动驾驶等等,带来无数商机。 半导体产业的发展动力很强,原因无他,源于人类对美好生活的向往,陈平说道。在过去的十年里,智能机、互联网的兴起推动社会产生了巨大变革,因此社会对半导体技术的期待与日俱增。所谓“由俭入奢易,由奢入俭难”,人类已经没有办法去适应落后的设备,如今手机即将进入5G时代,AI也在悄悄改变人类的生活,所有这些最前沿高端的技术,最底层的机制都是芯片。 5G时代,每天都会产生大量的数据,为了处理这些爆炸式增长的数据,芯片需要拥有低功耗,低延时,高计算能力以及高带宽等性能,因此能效比也成了如今制造芯片的关键指标。这些听上去矛盾的性能要怎么实现? 二、三大法宝应对庞大的半导体需求 陈平提出了这几点思考: 1.如果想提升技术,必须延续摩尔定律的发展 陈平解释道,所谓的摩尔定律就是当价格不变时,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,这其实是非常激进的理论,但从1987年的3μm,到如今已经开始量产的7nm,大家似乎都不约而同的选择遵守并追赶摩尔定律。 “就台积电来说,7nm量产已经超过一年,5nm已经进入初期量产阶段,明年年底将实现量产, 3nm也已经在来的路上了,值得一说的是,我们的2nm的研发也已开始。我们在不断追赶摩尔定律,它还在继续前进,并没有失效。”陈平说道。 而不断改进缩小的工艺到底有什么用?陈平给出了这样一个例子。大家都知道华为目前大部分手机都采用自家芯片,华为mate20是其中比较火的一款手机。这款手机配备的就是华为麒麟980芯片。这款芯片集成了69亿个晶体管,拥有非常强大的性能以及极低的功耗,而这一切都是在7nm的工艺上实现的。 工艺的微缩进展得益于全行业的不断创新,摩尔定律走到尽头的言论在1992年就已经有人提起,但这么多年来却一直在延续,唱衰还言之过早,陈平称。 对于芯片制造来说,光刻机是非常重要的一部分。光刻机在发展193nm的时候停顿了很多年,最终靠浸润式技术实现了突破。如今所用的7nm技术就是依靠193nm的光刻机去实现的。如今光刻设备公司有了重大突破,euv技术让光刻不在成为微缩的瓶颈,同时新材料也有了突破,这正是陈平有自信说出摩尔定律不会终止的原因。 2.大量引进3D集成概念 虽然目前技术在不断进步,但终端产品出现越来越多的要求,需要高速的逻辑芯片以及存储器、射频芯片等等,像以往在一个平面上摊大饼显然就不合适了,这样子意味着芯片高功耗以及大面积等,与所追求的目标完全是相反的。 因此,陈平提出,目前的方法是用半导体晶片板代替集成电路板,下面布线,把不同的芯片接在下方,如果把芯片平行放置,这种方法被称之为2.5D系统,如果垂直放置,就被称为3D系统。而台积电目前已量产2.5D系统,3D系统也正在开发,就这个方向来说,发展速度与摩尔定律是平行的。 作为例子,陈平提到CoWoS这个技术,它是2.5D系统的代表。原先因为价格昂贵被多家弃用,而随着制程推进到16纳米FinFET,以及异质芯片整合趋势成形,目前已有多家厂商订购,2.5D系统可以提供高速计算,是目前比较通用的技术。 陈平还提到另一个趋势-先进封装技术,把不同工艺通过异构集成组合在一起,用完全不同的工艺制造出来的芯片集合在一起,不仅可以保存功能,还能尽可能缩小体积。 3.硬件与软件的协同优化 对于产品的生产来说,硬件很重要,软件也不能忽视。陈平说,在早先研发工艺的时候,采用的是机械方法,现在不一样,你需要看最终的设计是否是最优化的方案。因此在工艺开发的时候需要与客户紧密合作,而不能以指标作为最终目的。 在系统层面上来说,以前的gpu,cpu等优点是比较通用,可编程。但缺点也很明显,效率比较低,用硬件加速的话,功能都是特定的,灵活性不好。现在的设计将硬件加速器变成高效速率器件,同时带有可编程、可设计功能,这是在系统层面的大方向。 就陈平来看,未来soc的结构基本都会硬软件相互配合优化,而台积电也将对系统段的优化非常关注。 半导体产业的需求很高,由单一型变成综合的能效型,掌握好三大法宝,是壮大半导体行业的必要手法。

    时间:2020-09-28 关键词: 摩尔定律 台积电 半导体

  • 电化学传感器的分类了解一下

    电化学传感器的分类了解一下

    相信一提到电化学传感器,很多人都会感到十分的陌生。尤其是对于电化学的门外汉来说,电化学传感器更是听都没有听过。下面,小编就给大家整理一下关于电化学传感器的资料。 什么是电化学传感器 最早的电化学传感器可以追溯到20世纪50年代,当时用于氧气监测。到了20世纪80年代中期,小型电化学传感器开始用于检测PEL范围内的多种不同有毒气体,并显示出了良好的敏感性与选择性。目前,为保护人身安全起见,各种电化学传感器广泛应用于许多静态与移动应用场合。 电化学传感器分类 按传感方式,化学传感器可分为接触式与非接触式化学传感器。化学传感器的结构形式有两种:一种是分离型传感器。如离子传感器,液膜或固体膜具有接受器功能,膜完成电信号的转换功能,接受和转换部位是分离的,有利于对每种功能分别进行优化;另一种是组装一体化传感器。如半导体气体传感器,分子俘获功能与电流转换功能在同一部位进行,有利于化学传感器的微型化。 按检测对象,化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器和气体传感器的传感元件多为氧化物半导体,有时在其中加入微量贵金属作增敏剂,增加对气体的活化作用。对于电子给予性的还原性气体如氢、一氧化碳、烃等,用N型半导体,对接受电子性的氧化性气体如氧,用P型半导体。将半导体以膜状固定于绝缘基片或多孔烧结体上做成传感元件。 气体传感器又分为半导体气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、晶体振荡式气体传感器和电化学式气体传感器。 总结:小编简单的对电化学传感器进行介绍,相信大家对电化学传感器有了最基础的了解。不过这些知识可能对我们老百姓来说,可能不需要去了解,但多多少少还是能丰富自己,给自己长知识。活到老学到老,不同知识的接触对我们来说是一种享受。如果你对小编编辑的文章比较感兴趣的话,可以继续追下去。下面会有更多丰富的内容提供给您阅读。

    时间:2020-09-28 关键词: 传感器 电化学 半导体

  • 驭芯传感器项目正式投产

    驭芯传感器项目正式投产

    2020年9月14日,在江苏徐州邳州市高新区润微科技园正式举行了“江苏润微科技产业园开园暨江苏驭芯传感器科技有限公司投产仪式”。这意味着驭芯传感器项目正式投产。 江苏润微科技产业园由上海新微科技集团、新华报业传媒集团、润城集团共同运营管理,是集高新技术产业集聚、科技研发与成果转化、创新创业与金融服务于一体的科技园区,园区主要发展集成电路、汽车精工制造、电子信息、人工智能等主导产业。 驭芯传感器项目由润城集团、矽睿科技合资建设,专注于提供基于磁性感应技术的集成磁性传感器产品的研发与制造,包括各类速度传感器、位置传感器以及磁编码器等产品,产品广泛应用于新能源汽车及传统汽车领域。 企查查显示,江苏驭芯传感器科技有限公司成立于2020年3月26日,所属行业为计算机、通信和其他电子设备制造业,公司经营范围包括:电子元器件制造;工业自动控制系统装置制造等。 邳州市融媒体中心消息显示,上周上达电子COF项目投产,此次江苏驭芯传感器科技有限公司投产、江苏润微科技产业园开园,将大幅提升邳州半导体材料与设备产业的产业链水平和竞争力。

    时间:2020-09-27 关键词: 电子 传感器 半导体

  • 这款6英寸MEMS传感器芯片正式投入运营

    这款6英寸MEMS传感器芯片正式投入运营

    当今,随着物联网、大数据、人工智能等新一代高新技术的快速发展,我国的传统制造业取得了很大的发展。其中,MEMS半导体传感器芯片对于智能物联网时代的发展起到了必不可少的作用。 据麦姆斯咨询了解,广州奥松电子有限公司6英寸MEMS半导体传感器芯片生产线正式投入运营,成功量产出温湿度、流量、气体、差压、风速等传感器芯片,并为部分珠三角客户提供MEMS半导体芯片代工服务。该生产线的建成投产标志奥松电子成为华南地区领先的MEMS半导体传感器芯片生产基地,推动国内、特别是粤港澳大湾区的MEMS半导体传感器高质量发展奠定了良好的基础。 奥松电子斥巨资打造MEMS半导体芯片生产线,一期工程净化车间总面积约2500平方米,配置湿法清洗区、百级洁净度光刻区、千级洁净度镀膜区、千级洁净度刻蚀区、千级洁净度离子注入区及参观通道等。整个洁净车间安装了多套高性能风淋系统,对进入洁净间的员工或者货物进行彻底风淋除尘。 该生产线一期工程于2019年3月立项,2019年6月正式进入施工阶段。经过6个月的施工,生产线的基础设施已安装完成。2020年,多台步进式投影光刻机、双面光刻机、涂胶显影机、深硅刻蚀机、大束流离子注入机、PECVD、LPCVD、氧化炉、磁控溅射机、探针台、应力测试仪、全自动RCA清洗机等先进的自动化生产设备搬入,生产线正式投入运营。 奥松电子MEMS半导体生产线一期工程为500纳米MEMS半导体工艺制程,生产设备约占整个投资规模的70%。一期工程已成功量产出温湿度传感器、空气质量传感器、气体传感器、流量传感器、差压传感器等多款优质的芯片产品。根据规划,2021年二期工程将建成350纳米制程工艺MEMS半导体生产线;2022年三期工程将建成180纳米制程工艺MEMS半导体生产线;总项目全部建成投产后,每月流片规模将达到4万片,满足奥松电子自身需求及粤港澳大湾区各类MEMS半导体芯片的代工需求。 随着物联网时代的到来,珠三角经济区作为中国最重要的制造基地之一,一直走在时代的前列。《粤港澳大湾区发展规划纲要》政策落实后,广州作为广东省省会城市和经济中心、一带一路新亚欧大陆经济走廊主要节点城市和海上合作战略支点,优势地位不断得到提升。奥松电子立足广州,在MEMS半导体传感器领域打破了国外企业的垄断,实现国产替代进口,勇担历史使命,为粤港澳大湾区建设贡献自己的一份力量。

    时间:2020-09-27 关键词: 芯片 传感器 半导体

  • ADI携手Microsoft批量生产先进的3D成像产品和解决方案

    近日,ADI宣布与Microsoft Corp.达成战略合作,利用Microsoft的3D飞行时间(ToF)传感器技术,让客户可以轻松创建高性能3D应用,实现更高的深度精度,而不受具体的环境条件限制。ADI将基于Microsoft Azure Kinect技术,为工业4.0、汽车、游戏、增强现实、计算摄影和摄像等领域中广泛的受众提供领先的ToF解决方案。 目前,工业市场正在推动3D成像系统的发展,这些系统可以用在需要使用人机协作机器人、房间映射和库存管理系统等先进应用才能实现工业4.0的严苛环境中。此外,ToF还可以在汽车应用中实现乘员检测和驾驶员监测功能,为驾驶员和乘客提供更加安全的汽车驾乘体验。 ADI消费电子事业部总经理Duncan Bosworth表示:“我们的客户希望深度图像采集能够直接使用,且和拍照一样简单。HoloLens混合现实头戴设备和Azure Kinect开发套件中都使用了Microsoft的ToF 3D传感器技术,该技术被视为飞行时间技术领域的行业标准。将这种技术与ADI自主构建的解决方案结合,我们的客户能够轻松开发和扩展他们所需的下一代高性能应用,拿来即用。” ADI正在设计、生产和销售一个新的产品系列,其中包括3D ToF成像器、激光驱动器、基于软件和硬件的深度系统,这些产品将提供市场上出色的深度分辨率,精度可以达到毫米级。ADI将围绕互补金属氧化物半导体(CMOS)成像传感器构建完整系统,以提供3D细节效果更佳、操作距离更远,且操作更可靠的成像,而且不受视线范围内的目标限制。这个平台为客户提供即插即用功能,以快速实现大规模部署。 Microsoft合作伙伴硬件架构师Cyrus Bamji表示:“ADI是将物理现象转化为数字信息这一领域的领导者。此次合作可以扩大我们的ToF传感器技术的市场渗透率,助力商用3D传感器、摄像机和相关解决方案的开发,这些产品与方案可与基于Microsoft depth、Intelligent Cloud和Intelligent Edge平台构建的Microsoft生态系统兼容。” ToF 3D传感器技术可以精确投射仅持续数纳秒的受控激光,这些激光之后从场景中反射到高分辨率图像传感器,从而可以对这个图像矩阵中的每个像素给出深度估值。ADI新推出的CMOS ToF产品基于Microsoft的技术可以实现高度精确的深度测量,是具有低噪声、防多路径干扰高稳定性,且易于量产的校准解决方案。ADI的产品和解决方案已开始提供样品,预计首款使用Microsoft技术的3D成像产品将于2020年年底发布。 ▼点击“阅读原文”,了解ADI ToF更多详情~ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-27 关键词: 传感器 半导体

  • 泛林集团推出先进介电质填隙技术,推动下一代器件的发展

    泛林集团推出先进介电质填隙技术,推动下一代器件的发展

    近日,全球半导体产业创新晶圆制造设备及服务主要供应商泛林集团(Nasdaq: LRCX)宣布推出一款全新的工艺方案——先进的Striker® FE平台——用于制造高深宽比的芯片架构。Striker FE平台采用了业界首创的ICEFill™技术,以填充新节点下3D NAND、DRAM和逻辑存储器的极端结构。不仅如此,该系统还具备更低的持续运行成本和更好的技术延展性,以满足半导体产业技术路线图的发展。 半导体制造行业一直以来使用的填隙方法包括传统的化学气相沉积(CVD)、扩散/熔炉和旋涂工艺。然而,由于这些技术需要在质量、收缩率和填充率之间权衡取舍,因此已无法满足当前3D NAND的生产要求。相比之下,泛林集团的Striker ICEFill采用其独有的表面改性技术,可以实现高选择性自下而上及无缝的填隙,并保持原子层沉积(ALD)固有的成膜质量。ICEFill技术能够解决3D NAND器件普遍存在的高深宽比填隙面临的限制,避免DRAM和逻辑器件结构倒塌的问题。 泛林集团高级副总裁兼沉积产品事业部总经理Sesha Varadarajan表示:“我们致力于为客户提供最好的ALD技术。在单一工艺系统中,这项技术不仅能够以优异的填隙性能生产高质量氧化膜,还整合了泛林集团行业领先的四位一体的模块架构带来的生产率优势。” Striker FE平台的ICEFill技术属于泛林集团Striker ALD产品系列,欲了解该系列产品的更多信息,请访问产品页面。 关于泛林集团 泛林集团(纳斯达克股票代码:LRCX)是全球半导体产业创新晶圆制造设备及服务主要供应商。作为全球领先半导体公司可信赖的合作伙伴,我们结合了卓越的系统工程能力、技术领导力,以及帮助客户成功的坚定承诺,通过提高器件性能来加速半导体产业的创新。事实上,当今市场上几乎每一颗先进的芯片都使用了泛林集团的技术。泛林集团是一家财富500强公司,总部位于美国加利福尼亚州弗里蒙特市,业务遍及世界各地。欲了解更多信息,请访问:www.lamresearch.com(LRCX-P)。

    时间:2020-09-27 关键词: 晶圆制造 泛林集团 半导体

  • 上达电子邳州COF项目正式投产,大陆厂商破垄断跻身世界前五

    上达电子邳州COF项目正式投产,大陆厂商破垄断跻身世界前五

    国产半导体显示面板产业链再迎重磅消息。9月11日,上达电子江苏邳州COF项目正式开工投产,在经过两年的等待后,中国大陆第一条高端COF基板生产线终于瓜熟蒂落。同时,上达电子也跻身世界五大COF基板生产厂商之一,成为日韩台企业以外唯一掌握该技术并成功投产的大陆厂商。 上达电子董事长李晓华表示,邳州COF项目的正式投产,意味着COF基板技术和产品长期为日韩台企业垄断的局面彻底终结,对于全球显示面板行业的格局和国内产业的国产替代化进程都具有重大意义。 高端COF破局 COF封装基板目前是大尺寸面板显示驱动和窄边框化的主要解决方案,也是手机全屏化较为成熟的解决方案。 “这个行业原来在国内是空白的,市场90%的产量产能都源于台湾、韩国,这就导致国内COF百分之百依赖于进口。一旦供应链被切断,显示面板公司则面临极大的风险。”上达电子董事长李晓华如是说道,上达电子上马COF项目,一方面是为了完善公司在柔性线路方面的布局和竞争力,另一方面也是为了补齐国内在这一领域的短板。 据介绍,江苏上达电子COF项目一期总投资20亿元,设计产能年产3.6亿片高精密超薄柔性封装基板(COF),按照工业4.0的标准高起点规划,并采用业内最先进的制程工艺生产8微米等级的单面带COF产品。 量产线于9月初顺利投产,预计今年10月以后后段制程产能可达750万片/月,2021年3月全制程产能可达1500万片/月,2021年年底全制程产能可达3000万片/月。 李晓华表示:“该项目投产以后,国内高端COF封装技术和产品将实现从无到有的突破。我们此前已经顺利完成对日本FLEXCEED株式会社先进技术的整合,加上在显示模组线路板领域近年来不断的研发创新和技术积累,上达电子将有效缓解国内显示面板关键环节被卡脖子的局面,产业上下游国产化替代进程将会加快。” 业内人士则指出,上达电子高端COF项目的正式投产,不仅解决的是我们在相关产业环节的卡脖子问题,还将直接刺激国内面板显示行业技术和产品创新进程的加快。此外,随着上达电子COF产能的增加,国产化替代的潜在成本优势也将显现。 跻身全球前五 “COF技术本身是一个高度专业化的市场,拥有较高的技术壁垒和门槛,设备和研发的投入极大。因此,企业要进入这一领域相当困难。”上达电子江苏公司总经理沈洪介绍。 据了解,COF封装技术发展多年,目前在全球范围内形成规模化生产的只有韩国的Stemco和LGIT、台湾的欣邦和易华以及日本的FLEXCEED(前身为日本新藤电子)。而上达电子通过收购日本FLEXCEED并快速整合,成功跻身全球五大厂商。 事实上,这也是上达电子战略布局的一枚早早举定的棋子。 李晓华透露:“我们十多年来始终将核心技术看作重中之重,无论在柔性电路板领域,还是显示面板产业内,上达电子不仅将自身定位为产品生产者,更是技术驱动者。我们对COF技术的关注和引进也早有布局,因此邳州COF项目从开工建设到技术引进融合再到正式投产的整个进程都十分顺利。” 据介绍,现已投产的COF项目,上达电子在整合日本FLEXCEED技术的同时,更多结合自身的产学研融入了诸多自主研发技术,包括最先进的减成法蚀刻技术、黑色油墨印刷技术、二次化锡技术对应的高弯折性能、全制程设计开发制造技术等,这样使上达电子在投产前已经具备国际领先的COF封装基板研发、设计和制造能力,并可实现全流程“卷对卷”的自动化生产。 上达电子投产一期采用业内最先进的制程工艺生产8微米等级的单面带COF产品,线路相当于7.5微米,线宽10.05微米。与当前国内线路的线心距80微米相比,上达电子COF产品已经做到了极致。而上达电子也是目前大陆唯一实现COF产品量产的厂商。 千亿级“大”市场 目前主流的屏幕封装工艺主要分为COG、COF和COP。COG技术是将IC芯片、FPC排线放置在屏幕背板玻璃上,挤压了相当大的屏幕空间。COF技术则将显示驱动IC芯片置入柔性的FPC排线中,再利用FPC本身的特性翻折至屏幕下方,大幅缩短了显示边框。COP技术只适用于OLED ﻪ屏幕,利用OLED本身的弯曲特性将排线和IC全部弯折至屏幕下方。 自2018年以来,随着TV全球大尺寸化和4K高清电视以及无边框和全面屏手机的快速渗透,显示屏逐渐从18:9向19:9和20:9演进。在这一演进过程中,COF与COP封装技术更能适应市场需求的变化。 沈洪表示,显示面板行业确实在发生革命性的变化,但无论哪种屏幕,都需要显示驱动芯片。COF封装技术的优势在于大尺寸面板,虽然COP封装技术占比更小,但它将显示驱动IC固定在屏幕上,已经超出线板领域,不仅成本高而且有技术壁垒。两者相比,COF是当前面板行业比较成熟的解决方案,亦成为屏幕转型的关键。 据了解,目前COF封装技术90%的出货量和销售市场都集中在大尺寸面板。而大尺寸面板在未来拥有8K大尺寸电视、5G和AIoT万物互联、汽车屏幕等,智能化时代下人机交互单元还有望赋予大尺寸屏幕更大的市场空间和突破性成长。 李晓华表示,COF市场规模体量目前不是非常庞大,但一直在在稳步成长,这也与相关产品的产能相关。预计未来几年,随着产能的提升和新的需求不断涌现,我们有望看到一个千亿规模的市场,中国制造的产品也将在高端市场中占据更重要地位。

    时间:2020-09-24 关键词: 上达电子 显示面板 半导体

  • 无须EUV光刻机,中芯国际N+1代工艺年底试产

    网站:21ic.com

    时间:2020-09-23 关键词: 芯片 光刻机 半导体

  • EV Group通过LITHOSCALE技术实现无掩膜光刻技术在批量生产中的运用

    EV Group通过LITHOSCALE技术实现无掩膜光刻技术在批量生产中的运用

    2020年9月23日,奥地利,圣弗洛里安——为微机电系统(MEMS)、纳米技术和半导体市场提供晶圆键合与光刻设备的领先供应商EV Group(EVG)今天推出LITHOSCALE®无掩模曝光系统,该系统也是首个采用EV集团(EVG)革命性技术MLE™(无掩膜曝光)的产品平台。 据悉,EV Group开发的LITHOSCALE旨在满足多种市场和应用的光刻需求,提供高度灵活性,可用于丰富产品种类,包括先进封装、MEMS、生物医学和集成电路(IC)基板制造。LITHOSCALE具有极高分辨率,且不受照射场限制,强大的数字处理能力能够进行实时数据传输和即时曝光,有助于实现高度可扩展的设计。LITHOSCAL也因此而成为了全球首个用于大批量生产(HVM)的无掩模光刻系统,生产率与市场上现有的无掩模曝光系统相比提高了5倍。当前,EV Group已收到多份LITHOSCALE订单,将于今年晚些时候开始为客户发货。 今年的台湾国际半导体展(SEMICON Taiwan)将于9月23日至25日在台北南港展览馆1馆(TaiNEX 1)举行,届时EV Group高管将向与会者介绍LITHOSCALE产品。 (EV Group的无掩模曝光系统LITHOSCALE®为批量生产提供数字光刻技术优势) 光刻技术的新要求 3D集成和异构集成,对于实现半导体器件性能的持续改进发挥着日益重要的作用。这种趋势导致封装复杂性和封装选项的数量都不断增加,推动了用户对设计灵活性的需求,要求设计方案能够在后端光刻中同时采用管芯级和晶圆级设计。MEMS的产品组合非常复杂,也给光刻技术带来了挑战,令掩模/光罩的成本水涨船高。在IC基板和生物医学市场,用户需要更灵活的构图功能,以满足不同功能和基板尺寸的要求。在生物技术应用领域,快速制造原型的能力越来越重要,灵活的“随时可用”型可扩展光刻技术的需求也随之增加。 基于掩模的传统光刻解决方案已经无法满足以上多种应用的需求,特别是需要快速完成原型设计和新产品测试的应用,以及需要高度定制解决方案的应用。这些应用都需要完成掩膜的批量生产、测试和返工,其成本和时间有可能迅速增加。此外,在先进封装领域,现有的后端光刻系统也面临着非线性高阶基板变形和与芯片移位等问题的困扰,特别是在扇出晶圆级封装(FOWLP)的晶圆芯片重构之后。另一方面,现有的无掩模光刻技术也无法满足批量生产环境对速度、分辨率和易用性的要求。 LITHOSCALE技术的问世,使设计灵活性、高可扩展性、提高生产率,以及降低拥有成本等方面的问题迎刃而解。该技术采用无掩模方法,无需使用掩模相关耗材,可调谐固态激光曝光源可实现高冗余度和稳定的长期使用寿命,且几乎无需维护,也无需重新校准。它具有强大的数字处理功能,可实现实时数据传输和即时曝光,避免了其他无掩模光刻系统为每一种数字掩模布局所花费的设置时间。该系统能够进行单独的芯片处理,实现快速全场定位和动态对准,为不同尺寸和形状的基板赋予高可扩展性,是一种适用于各种微电子生产应用的高度通用型无掩模光刻平台。 LITHOSCALE®采用无掩模方法,无需使用掩模相关耗材,可调谐固态激光曝光源可实现高冗余度和稳定的长期使用寿命,且几乎无需维护,也无需重新校准。 EV Group执行技术总监Paul Lindner表示:“LITHOSCALE是EV Group的重大成就,它确立了EV集团(EVG)在光刻技术领域的领导地位,也为数字光刻的新机遇打开了大门。LITHOSCALE一开始就被设计为高度灵活的可扩展平台,使批量设备制造商最终得以利用数字光刻技术的优势。我们的客户与合作伙伴利用这种技术进行了多项产品演示,表明LITHOSCALE能够使多种应用受益,而且范围正在不断扩大。” 产品详情 LITHOSCALE拥有强大的数字基础架构,能够实现实时掩膜布局变化(“装入即执行”),可对整个基板表面进行高分辨率(小于2微米L/S)无针无掩模曝光,且不会影响生产率。同时,该技术还采用了多重曝光头配置,可实现高度并行处理,取得最大化生产率。LITHOSCALE能够为超过当前标线尺寸的中间层生成无针图案,这种功能对于应用在先进图形处理、人工智能(AI)和高性能计算(HPC)等复杂布局的先进设备尤为实用。该系统的高精度与无失真光学元件和贴装精度相匹配,能够在整个基板上进行无缝投射。此外,LITHOSCALE还采用了动态对准模式和具有自动聚焦功能的芯片级补偿,能够适应不同的基板材料和表面,并且保持最佳覆盖性能。LITHOSCALE适用于各种尺寸和形状的基板(最大直径为300毫米的晶片和最大为四分之一面板的矩形基板),以及各类基板和抗蚀材料。 EV Group将在台湾国际半导体展(SEMICON Taiwan)上展示LITHOSCALE以及完整的晶圆键合、光刻和抗蚀处理套件。有兴趣了解详细信息的与会者,可以在#L0316展位参观EV集团的展示。 关于EV Group EV Group是为半导体、微机电系统(MEMS)、化合物半导体、功率器件和纳米技术器件制造提供设备与工艺解决方案的领先供应商。其主要产品包括:晶圆键合、薄晶圆处理、光刻/纳米压印(NIL)与计量设备,以及涂胶机、清洗机和检测系统。EV Group成立于1980年,可为遍及全球的众多客户和合作伙伴提供各类服务与支持。

    时间:2020-09-23 关键词: 光刻技术 半导体

  • 揭秘2020年半导体行业发展概况:七个变化,三大核心问题

    2020年已经过去大半,今年半导体行业可谓是一波三折。2020H1, 全球半导体销售额2082亿美元,同比+6.77%,中国半导体销售额714亿美元,同比+5.47%,全球占比35.52%。受疫情影响,产业复苏有所放缓。上半年中美争端持续,美对华为芯片制裁持续加码,亦对华科技其他领域施加制裁。 集成电路进口金额近五年超原油,当前中国集成电路制造自给率约16%,自给率尚且不高。预计国内产值未来5年内保持17%左右的复合增速,自给率在2024年有望超过20%。对集成电路重视度进一步提升,升级财税政策,设立集成电路一级学科并开展强基计划,后续有望将第三代半导体纳入“十四五”规划。 产业大基金方面:大基金一期投向制造、设计、封测、设备材料等产业链各环节投资比重分别是63%、20%、10%、7%。大基金二期2000亿元规模,自2020年开始投资,上半年已有中芯国际、紫光展锐等重点项目开展。 半导体产业2020年变化  根据WSTS数据,2020H1,全球半导体销售额2082亿美元,同比+6.77%,中国半导体销售额714亿美元,同比+5.47%,全球占比35.52%。其中一季度(全球同比8.06%、中国同比6.13%)强于二季度(全球同比5.50%、中国同比4.84%)。 产业自2019年中进入复苏周期,2020H1受疫情影响复苏暂时放缓,同比增长,环比回落,销售额不及2017年下半年~2018年上半年水平。 上半年产业同比表现尚可:一方面由于疫情下游出现很多短单、急单,产业链普遍上调安全库存水平,部分销售增量来自于库存抬升;另一方面2019年上半年基数较低。 ▲中国占全球半导体销售额比重达到35.5% ▲台股部分半导体月度营收指引变化 存储器在半导体产业销售额占比约三分之一,价格周期显著。以DRAM存储器为例,2019年12月价格触底,接近2016年上轮底部,过去两轮周期底部到顶部价差在100~200%,2020年初相对底部上涨20%左右; 疫情使存储周期价格周期复苏放缓;后续随疫情恢复有望持续复苏。 ▲DRAM现货价格走势 国内产业上,由于和美国争端持续,美对华为芯片制裁持续加码 。 ▲美国政府对华为的制裁 ▲美国对华科技其他制裁 2015年后,集成电路超过原油连续五年占据我国进口商品第一大品类。根据海关总署数据,2019年中国集成电路进口金额3055.5亿美元,占我国进口总额的14.7%。 在部分核心领域例如CPU、GPU、FPGA芯片、EDA工具、设备、材料等方面,国产化程度尚且较低。 当前中国集成电路制造自给率约16%。预计国内产值未来5年内保持17%左右的复合增速,自给率在2024年有望超过20%。 ▲中国集成电路与原油进口金额对比 ▲中国集成电路部分环节国产占有率估测 ▲ 中国集成电路产值增速高于市场规模增速 重视度进一步提升,财税政策升级 。重视提升:2020年8月4日,国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,此前2000年的国务院“18号文”和2011年的“4号文”表述均为“软件产业和集成电路产业”,体现集成电路产业重视度提升。 财税政策:8月4日集成电路新政出台财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面政策措施,核心增量在于财税和投融资政策。新增28nm以下集成电路生产企业“十年免所得税”,进口设备、材料、零配件免关税;设备、材料、封测公司明确享受所得税“两免三减半”,重点设计公司升级为五年免税,上市融资条件放宽,支持研发支出资本化。 ▲ 我国集成电路产业财税相关政策大事记 加码人才培养,一级学科设立和强基计划 。一级学科:2019年10月8日,工信部公布了答复政协《关于加快支持工业半导体芯片技术研发及产业化自主发展的提案》的函,函中工信部指出要“推进设立集成电路一级学科,进一步做实做强示范性微电子学院。”2020年7月30日,国务院学位委员会投票通过设立“集成电路”一级学科,集成电路学科内涵与外延扩大,同时有利于人才培养和研究资金拨款。 强基计划:2020年1月,教育部试点开展“强基计划”,聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域以及国家人才紧缺的人文社会科学领域。 ▲ 传统电子科学与技术各二级学科分工:微电子/半导体学科负责“工艺” ▲  现在的学科分工:集成电路由一种元器件变成了整个电子系统的载体 第三代半导体有望纳入“十四五”规划 。纲领目标:2012年、2015年工信部分别制定了集成电路产业“十二五”、“十三五”规划;根据中国证券报等媒体报道,第三代半导体产业有望列入“十四五”规划,目标“换道超车”。 ▲ 我国集成电路产业相关纲领性文件及第三代半导体相关政策梳理 ▲  正在实施的第三代半导体国家重点研发计划重点专项 产业大基金动向 :一期投资完成,撬动万亿资本投入 。“产业+资本”成为产业发展重要手段。“大基金”首批规模达1387亿元+超过6000亿元的地方基金及私募股权投资基金,中国将撬动万亿资本投入半导体产业。制造、设计、封测、设备材料等产业链各环节投资比重分别是63%、20%、10%、7%。大基金二期2000亿元规模,自2020年开始投资。 ▲中国国家及主要地方集成电路产业基金规划 ▲大基金一期投向企业全景梳理 大基金二期设立,资本杠杆撬动延续 。大基金二期2000亿元规模,自2020年开始投资,我们预计各领域龙头企业仍然会成为其重点投资对象,预计制造环节占比仍然最大,重视材料设备、设计,新增应用方向,封测领域预计继续支持先进封测领域。 中芯国际获重点支持:2020年5月,国家大基金二期和上海集成电路基金二期将分别对中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元,注资后国家大基金一期、国家大基金二期、上海集成电路基金一期及上海集成电路基金二期拥有14.56%、23.08%、12.31%及11.54%股权。 ▲大基金一期投向领域占比 ▲ 大基金二期目前已投企业梳理 地方建厂热潮方面, 二三梯队建设较多,部分存在过剩可能 。 从2015年起,国内宣布或计划建设的集成电路8英寸、12英寸生产线合计超过35条。 除中芯国际、长江存储等第一梯队厂商外,还有众多二、三线城市地方政府与企业合资项目,如合肥晶合、厦门联电、福建晋华、淮安德科玛、淮安时代全芯、重庆万国半导体(AOS)、大连宇宙半导体等。 当前国内12英寸晶圆厂产能约67万片/月,预计2021年底将超过100万片/月。 ▲中国大陆半导体生产线分布图(2020年4月) 据SEMI数据,2019年中国半导体设备市场规模为134.5亿美元,约合940亿人民币;中国大陆12英寸晶圆厂2020~2021年两年间将新增产能34.55万片/月,相当于在现有存量基础上新增52%。 ▲中国大陆12英寸晶圆厂产能预测 ▲中国半导体设备市场规模 资本市场方面, 一级市场投融资踊跃,二级市场鼓励上市 。2020上半年集成电路领域一级市 科创板半导体板块公司IPO募资情况统计场投融资交易67起,交易总金额359.47亿元。 2019年7月科创板设立以来,半导体板块上市公司19家,合计实际募资801.75亿元。其中设计公司10家、制造2家、设备3家、材料3家、IP1家。 2020年以来科创板半导体公司上市9家,合计募资681.57亿元,其中中芯国际募资金额最高 , 为532.3亿元。 2020年8月4日,集成电路支持政策指出,大力支持符合条件的集成电路企业和软件企业在境内外上市融资,加快境内上市审核流程,符合企业会计准则相关条件的研发支出可作资本化处理。鼓励支持符合条件的企业在科创板、创业板上市融资,通畅相关企业原始股东的退出渠道。 ▲科创板半导体板块公司IPO募资情况统计 2020年以来,A股市场半导体板块显现出两次高点,分别在2月底和7月初,近两年总体呈现估值扩张趋势。 美股半导体指数在2月份因疫情预期和流动性紧张而重挫,随后逐步修复上涨。 ▲A股半导体(中信)板块指数走势 ▲美股费城半导体指数走势 国内半导体产业三个核心问题 1、 中美半导体产业对比 A股选取CS半导体板块,总市值合计为2.1万亿元人民币,美股选取费城半导体指数成分股,总市值合计折合13.9万亿人民币,总市值相差6.6倍。按照营收口径,中美相差13.8倍,按照净利润口径,中美相差51.9倍。 ▲中美半导体上市公司体量对比 ▲ 中国集成电路设计公司数量变化 ▲ 全球前10大IC设计公司排名:华为海思一家大陆公司跻身top10 在选取的标的范围内,A股市场半导体公司过去四年估值平均70倍PE(当年PE),美股半导体公司平均约20倍。 中国一二级资本市场相对于海外市场均存在估值溢价,事实上有利于国内成为科技创业和投资热土。 ▲国内A股半导体部分标的过去四年PE平均水平为70倍 ▲美股半导体公司历史PE平均水平在20倍上下 估值水平差异,映射发展阶段 ▲中美半导体公司发展阶段对比:高成长vs成熟期 ▲ 以中芯国际为例,单从收入体量来看,大致相当于2000年前后的台积电 据《中国集成电路产业人才白皮书》(中国电子信息产业发展研究院)统计,2018年集成电路行业人员平均月薪9120元。根据上市公司年报计算,国内芯片设计上市公司平均薪酬大多在35~40万元左右,芯片制造上市公司平均薪酬大多在30万左右。 根据美国劳工统计局(BLS)的数据,美国半导体制造业的制造岗位平均年薪为15万美元,折合人民币105万元左右。 华为事件后国内设计公司核心人才已十分紧缺,部分需求匹配的工程师待遇可提升50%~100%。 ▲部分半导体行业上市公司人均薪酬水平(2019) ▲ 2019年中国半导体行业普通员工平均年薪水平(元) 2、华为制裁事件分析  美国对华为制裁分三步:1)2019.5.16,纳入实体清单,美技术含量超25%产品需申请许可证;2)2020.5.15,含美国技术产品均需申请许可证,制裁指向华为海思定制芯片;3)2020.8.17,只要华为是最终客户,相关产品均需申请许可证,封堵主芯片等标准品采购。 华为应对措施:1)前期大量存货。在2018年中兴通讯被美国列入拒绝清单之后,华为就已经开始做相应的准备。2018年华为的存货大幅增加,其中主要增加的是原材料,占存货的比例达到近年的峰值37.5%。2)供应链切换,华为从十几年前就开始储备BCM(Business Continuity Management)计划,考虑在上游不能保证供货的极端情况下依然能够实现业务的持续性,就具体落实而言包括非美国厂商切换和自主研发。 ▲华为原材料和存货数据及比例(亿元) ▲ 华为荣耀V30 pro 5G实现完全去A化,全部34颗芯片,自研20颗 基站中整个去A环节中难度最大的ADC/DAC已实现由海思完全替代。高速高精度的ADC/DAC是整个模拟芯片皇冠上的明珠。 美国科技企业的应对:通过证明产品无关国家安全、申请临时许可等方式。非美国本土供应商:2020年5月制裁升级前供货实质未受美国实体清单影响,2020年5月后也需申请临时许可。 ▲2019年第一波制裁期间美国重要美国科技企业对华为供货情况 短期悲观情况:美国严格按照实体清单封锁且不发放许可证,高通、联发科等美国或非美海外供应商无法给华为供货,海思短期基本无法寻求代工,主要依靠存货支撑1~2年现有产品生产。短期内华为产业链公司可能经历客户切换过程。 短期乐观情况:美国大选前对华政策强硬,若后续适度放松,发放许可证,允许美国或非美海外供应商发货(符合美国厂商利益),则华为现有产品生产可以延续,对供应链冲击影响小。 长期可能方案:转向易于去除美国技术的产品领域,如家电、IoT等。牵头推进去美技术芯片制造能力。海思转型为学术型研发机构或者IP授权模式。哈勃投资加大产业链投资力度。“散是满天星”,长期利于国内产业发展。 ▲华为参与投资的科技公司梳理 ▲ 5G 标准必要专利数目统计 3、制造内循环可能性和必要性 台湾及大陆晶圆制造龙头厂商对比 : 先进制程大致占晶圆代工市场700亿美元的30%,客户产品随技术进步整体前移,掌握最先进制程者掌握最先进客户获得高毛利。 台积电:台积电产能约为250万片/月(折合8英寸),为中芯国际产能5倍,营收10倍。台积电占全球约40%的产能,50%的份额,12吋收入贡献88%,16nm及以下先进制程贡献56%收入,7nm贡献35%收入,先进制程在全球处于80%份额的垄断地位。 中芯国际:中芯国际产能为47.6万片/月(折合8英寸),12吋收入贡献57%,40nm及以上更落后节点的成熟制程贡献92%收入,且盈利稳定;28nm及以下收入贡献7.8%。 ▲ 中芯国际与台积电各节点对比 存储器制造中外龙头厂商对比 :存储器市场规模约占半导体市场三分之一左右,全球近1500亿美元,主要包括NAND Flash和DRAM。 NAND Flash大容量存储器目前国内核心厂商为长江存储,技术路线主要看层数,目前国际主流厂商如三 星 、 美光等已实现 128 层 3D NAND Flash量产,长江存储于2019年量产64层产品后,跳过96层产品,直接追赶128层产品。 长存128层产品于2020年4月已研发成功并通过主流控制器厂商验证,预计最晚2021年上半年量产。与行业主流时间差距缩小到1~2年。 ▲NAND Flash主要厂商技术路线图(叠层) DRAM内存颗粒的国内核心厂商为长鑫存储(合肥长鑫),技术路线主要看工艺纳米数和内存标准,目前国际主流厂商如三星等已实现1z nm(12-14nm)量产,长鑫存储位于1x nm(17~19nm)节点。 长鑫存储于2019年底量产19nm产品,17nm产品有望在2020年底前量产。与行业主流厂商时间差距约2~3年。 ▲DRAM主要厂商技术路线图(制程) 设备全球前15名均为美日欧厂商,中国大陆厂商在全球市场占比仅约2%左右。 晶圆厂制造设备中约50%来自于美国厂商,20~30%左右来自于日本厂商。国内晶圆厂国产化设备率现可达10%左右。 ▲半导体制造流程及相关半导体设备示意图 ▲半导体设备类型占比 ▲ 全球半导体设备厂商排名 国产替代能力从高到低大致排序:化学机械抛光、炉管、清洗、离子注入、薄膜(PVD/CVD)、刻蚀、量测、光刻 。 ▲国内核心集成电路设备厂商技术能力对比 集成电路制造材料包括硅晶圆、掩模、电子气体、工艺化学品、光刻胶、抛光材料、靶材、封装材料等。高端材料方面我国综合实力不足。 国内晶圆厂半导体材料供应商:日本厂商占30%,美国厂商占20%。国产化率在20%~30%。 ▲半导体原材料占比 ▲全球硅片市场份额 ▲全球掩膜版市场份额 ▲全球电子气体市场份额 国产替代能力从高到低大致排序:高纯化学品,靶材,特种气体,抛光液,研磨垫,大硅片,光刻胶 。 ▲半导体材料国产供应商技术能力现状 ▲设计端重点关注公司 ▲设备端重点关注公司 ▲材料端重点关注公司 ▲制造端重点关注公司 ▲封测端重点关注公司 这份报告对于国内半导体产业的发展给出了很理性的分析,未来国内集成电路的发展应该遵循以下五个方针:“开门迎客”:完全内循环短期没有可能性也不符合商业逻辑,应团结一切可以团结的力量;“务实求是”:产业投资效绩评估应针对不同子行业和产业发展阶段,增加技术节点考核;“上帝的归上帝,凯撒的归凯撒”:产业内部尊重商业竞争,避免过度扶持,鼓励“野蛮生长” ;“避免大炼芯片”:地方重资产制造类项目建设警惕“大水漫灌”和产能过剩风险;“教育为本、尊重从业、鼓励国产”:继续加大教育投入,对从业人员和积极使用国产芯片的下游厂商给予税收等实质性鼓励措施。  -END- 来源 | 智东西 | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】干货:嵌入式C语言源代码优化方案 【2】C语言内存泄露很严重,如何应对? 【3】C语言函数指针之回调函数 【4】光刻机原理解析——光刻机到底在“刻”什么? 【5】华为继鸿蒙OS后,即将发布国产编程语言! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-22 关键词: 芯片 半导体

  • 太牛了!芯片级拆解世界第一颗FPGA芯片!

    现场可编程门阵列(FPGA)可以实现任意数字逻辑,从微处理器到视频生成器或加密矿机,一应俱全。FPGA由许多逻辑模块组成,每个逻辑模块通常由触发器和逻辑功能以及连接逻辑模块的路由网络组成。FPGA的特殊之处在于它是可编程的硬件:您可以重新定义每个逻辑块及其之间的连接,用来构建复杂的数字电路,而无需物理上连接各个门和触发器,也不必花费设计专用集成电路的费用。  内部裸片显微照片  FPGA是由Ross Freeman发明的,他在1984年共同创立了Xilinx,并推出了第一款FPGA--XC2064。这种FPGA比现代FPGA简单得多,它只包含64个逻辑块,而现代FPGA中的逻辑块有几千个或数百万个,但它导致了目前价值数十亿美元的FPGA产业。由于其重要性,XC2064被列入芯片名人堂。在这篇博文中,我们对Xilinx的XC2064进行了逆向工程,解释了它的内部电路(上图)以及 "比特流 "是如何对它进行编程的。 Xilinx XC2064是第一款FPGA芯片 如今,FPGA是采用Verilog或VHDL之类的硬件描述语言编程的,但是当时Xilinx提供了他们自己的开发软件XACT,运行再MS-DOS操作系统之下,价格高达12,000美元。XACT自然无法与现在的FPGA开发工具相比,XACT通过用户定义了每个逻辑块的功能(如下面的屏截图所示)以及逻辑块之间的连接,对连接进行布线连接,并生成可加载到FPGA中的比特流文件。 XACT的屏幕截图。两个查找表F和G在屏幕底部实现逻辑运算,上面部分显示该逻辑的卡诺图。 通过位流(具有专有格式的位序列)配置FPGA。如果您查看XC2064的比特流(如下所示),那是令人费解的混合模式,这些模式不规则地重复,并散布在比特流中。XACT中的功能定义与位流中的数据之间没有明确的联系。但是,研究FPGA的物理电路可以揭示比特流数据的结构,并且可以理解。 通过位流(具有专有格式的位序列)配置FPGA。如果您查看XC2064的比特流(如下所示),那是令人费解的混合模式,这些模式不规则地重复,并散布在比特流中。XACT中的函数定义与位流中的数据之间没有明确的联系。但是,研究FPGA的物理电路可以揭示比特流数据的结构,并且可以理解。 1 FPGA如何工作? 下图来自原始 FPGA 专利,显示了 FPGA 的基本结构。在此简化的 FPGA 中,有 9 个逻辑块(蓝色)和 12 个 I/O 引脚。互连网络将组件连接在一起。通过设置互连上的开关(对角线),逻辑块相互连接并连接到 I/O 引脚。每个逻辑元素都可以使用所需的逻辑功能进行编程。其结果是一个高度可编程的芯片,可以实现任何适合可用的电路。  FPGA专利显示通过互连连接的逻辑块(LE) 2 CLB:可配置逻辑块 虽然上图显示了九个可配置逻辑块(CLB),但 XC2064 有 64 个 CLB。下图显示了每个 CLB 的结构。每个 CLB 有四个输入(A、B、C、D)和两个输出(X 和 Y)。两者之间是组合逻辑,可以使用任何所需的逻辑功能进行编程。CLB 还包含一个触发器,允许 FPGA 实现计数器、移位寄存器、状态机和其他有状态电路。梯形是多路复用器,可以编程通过其任何输入。多路复用器允许为特定任务配置 CLB,为触发器控件和输出选择所需的信号。   XC2064 中的可配置逻辑块 您可能想知道组合逻辑如何实现任意逻辑功能。它会采用与门、或门、异或门等逻辑吗?不,它使用一种称为查找表(LUT)的巧妙技巧,实际上它包含的是逻辑功能的真值表。例如,三个变量的功能由其真值表中的 8 行定义。LUT 由 8 位内存以及多路复用电路组成,以选择正确的值。通过将值存储在这 8 位内存中,可以实现任何 3 输入逻辑功能。  3 互连 FPGA的第二个关键部分是互连,可以对其进行编程以不同方式连接CLB。互连相当复杂,但是粗略的描述是每个CLB之间有几个水平和垂直线段。CLB互连点允许在水平线和垂直线之间建立连接,从而可以创建任意路径。更复杂的连接通过“交换矩阵”(switchmatrices)完成。每个开关矩阵都有8个引脚,可以(几乎)任意方式将它们连接在一起。下图显示了XC2064的互连结构,提供了到逻辑块(青色)和I / O引脚(黄色)的连接。该图显示了路由功能的特写。绿色框是8针开关矩阵,而小方块是可编程的互连点。 XC2064 FPGA具有一个8 x 8的CLB网格 每个CLB都有从AA到HH的字母名称。互连可以将例如块DC的输出连接到块DE的输入,如下所示。红线表示路由路径,红色小方块表示已激活的路由点。离开模块DC后,信号由第一个路由点定向到8针开关(绿色),该信号将其引导到另外两个路由点和另一个8针开关。(未显示未使用的垂直和水平路径。)请注意,布线相当复杂;即使是这条短路径,也使用了四个路由点和两个开关。 从块DC的输出路由到块DE的信号示例 下面的屏幕截图显示了 XACT 程序中的路由外观。黄线指示逻辑块之间的路由。随着信号的加入,挑战在于如何有效地路由而不使路径发生冲突。XACT 软件包执行自动路由,但也可以手动编辑路由。 XACT 程序的屏幕截图。此 MS-DOS 程序通过键盘和鼠标进行控制。 4 Implementation 本文的其余部分讨论了XC2064的内部电路,从裸片照片中的反向工程。  下图显示了XC2064芯片的布局。FPGA的主要部分是8×8的网格。每个图块包含一个逻辑块和相邻的路由电路。尽管图片显示将逻辑块(CLB)显示为与围绕它们的路由不同的实体,但这并不是  FPGA的实现方式。取而代之的是,每个逻辑块和相邻路由都实现为单个实体,即图块。(具体来说,图块包括每个CLB上方和左侧的路由。) XC2064芯片的布局 I/O模块围绕集成电路的边缘提供与外界的通信。它们连接到小的绿色方形焊盘,该焊盘连接到芯片的外部引脚。裸片被缓冲区(绿色)划分:两个垂直和两个水平。这些缓冲器可放大在电路中传播很长距离的信号,从而减少延迟。垂直移位寄存器(粉红色)和水平列选择电路(蓝色)用于将比特流加载到芯片中,如下所述。 5 Tile的内部结构 下图显示了XC2064中单个Tile的布局;如上图所示,该芯片包含64个这样的Tile挤在一起。每个Tile约有40%的面积被保存配置位的内存单元(绿色)所占据。顶部三分之一处通过两个交换矩阵和许多单独的路由交换处理互连路由,下面是逻辑块。逻辑块的关键部分是输入的多路复用器、触发器和查找表(LUT)。每个块通过垂直和水平布线连接到相邻的块,以实现互连,电源和接地。配置数据位被水平地馈送到存储单元,而垂直信号选择要加载的存储单元的特定列。 5 晶体管 FPGA由CMOS逻辑实现,该逻辑由NMOS和PMOS晶体管构建。晶体管在FPGA中具有两个主要作用。首先,可以将它们组合以形成逻辑门。其次,晶体管被用作信号通过的开关,例如以控制路由。在此作用下,该晶体管称为传输晶体管。 MOSFET的结构 下面的裸片照片特写显示了在显微镜下晶体管的外观。多晶硅栅极是两个掺杂硅区域之间的蛇形线。 FPGA中的MOSFET 6 比特流和配置存储 XC2064 中的配置信息存储在配置内存单元中。FPGA 的内存不是使用 RAM 块进行存储,而是分布在 160×71 网格中的芯片上,确保每个位都位于它控制电路旁边。下图显示了配置比特流如何加载到 FPGA 中。比特流被送入从芯片中心(粉红色)向下运行的移位寄存器中。将 71 位加载到移位寄存器中后,列选择电路(蓝色)将选择特定的内存列,并并行加载到此列中。然后,将接下来的 71 位加载到移位寄存器中,左侧的下一列将成为所选列。此过程将重复 FPGA 的所有 160 列,将整个比特流加载到芯片中。使用移位寄存器可避免大量内存寻址电路。 比特流如何加载到 FPGA 中 重要的是,比特流的分布与文件中的分布完全相同:比特流文件中的比特布局与芯片上的物理布局匹配。如下所示,每个位都存储在FPGA控制电路的旁边。因此,比特流文件格式直接由硬件电路的布局确定。例如,当由于缓冲电路而在FPGA切片之间存在间隙时,相同的间隙会出现在位流中。比特流的内容不是围绕字段,数据表或配置块之类的软件概念来设计的。了解比特流取决于从硬件角度而非软件角度进行思考。如下所示实现配置存储器的每一位。每个存储单元均包含两个以环路连接的反相器。该电路具有两个稳定状态,因此可以存储一个位:顶部反相器为1,底部反相器为0,反之亦然。为了写入该单元,左侧的传输晶体管被激活,使数据信号通过。数据线上的信号只会使逆变器过载,从而写入所需的位。(您也可以使用相同的路径从FPGA中读取配置数据。)Q和反相Q输出控制FPGA中所需的功能,例如关闭路由连接,为查找表提供位,或控制锁存器电路。(在大多数情况下,仅使用Q输出。) 从数据表中显示一个位配置内存的示意图。Q 是输出,Q 是倒置输出。 下图显示了存储单元的物理布局。左图显示了八个存储单元,其中一个单元高亮显示。每条水平数据线馈入该行中的所有存储单元。每列选择行选择该列中的所有存储单元以进行写入。中间照片放大了一个存储单元的硅和多晶硅晶体管。 7 查找表多路复用器 如前所述,FPGA通过使用查找表来实现任意逻辑功能。下图显示了如何在XC2064中实现查找表。左侧的八个值存储在八个存储单元中。四个多路复用器根据A 输入值选择每对值中的一个  。如果  A 为0,则选择最高值;如果  A 为1,则选择最低值。接下来,较大的多路复用器根据B 和  选择四个值之一  C。在这种情况下,结果是所需的值  A XOR B XOR C。通过在查找表中放置不同的值,可以根据需要更改逻辑功能。 使用查找表实现 XOR 每个多路复用器都是通过晶体管来实现的。根据控制信号,其中一个传递晶体管被激活,将该输入传递到输出。下图显示了LUT电路的一部分,多路复用了其中的两个比特。右边是两个存储器单元。每一个比特都要经过一个反相器进行放大,然后经过中间的多路复用器的传递晶体管,选择其中的一个比特。 LUT实现中的电路特写   8 锁存器 每个CLB包含一个触发器,允许FPGA实现锁存器,状态机和其他有状态电路。下图显示了触发器的实现。它使用主/辅助设计。当时钟为低电平时,第一个多路复用器让数据进入主锁存器。当时钟变高时,多路复用器关闭第一个锁存器的环路,并保持该值。(该位通过“或”门,“与非”门和反相器两次反转,因此保持不变。)同时,当时钟变高时,辅助锁存器的多路复用器从第一个锁存器接收该位(请注意,时钟已反转)。该值成为触发器的输出。当时钟变低时,次级的多路复用器关闭环路,从而锁存该位。因此,触发器是边缘敏感的,在时钟的上升沿锁存该值。置位和复位线强制触发器为高电平或低电平。 触发器的实现,箭头指出了第一个多路复用器和两个OR-NAND门 9 8-pin 交换矩阵 交换矩阵是一个重要的路由元件。每个开关有八个"引脚"(每侧两个),几乎可以连接任意引脚组合在一起。这允许信号比单个路由节点更灵活地转动、拆分或交叉。下图显示了四个 CLB (cyan)之间的路由网络的一部分。交换矩阵(绿色)可与右侧连接的任意组合连接。请注意,每个引脚可以连接到其他 7 个引脚中的 5 个。例如,引脚 1 可以连接到引脚 3,但无法连接到引脚 2 或 4。这使得矩阵几乎是一个横栏,有20个潜在的连接,而不是28个。 基于Xilinx 可编程门阵列数据手册,图7b 开关矩阵由一排传输晶体管实现,该传输晶体管由上方和下方的存储单元控制。晶体管的两侧是可以通过该晶体管连接的两个开关矩阵引脚。因此,每个开关矩阵具有20个相关联的控制位。 每个图块两个矩阵产生每个图块40个控制位的矩阵。下图显示了其中一个存储单元,该存储单元连接到下面的传输晶体管的长弯曲栅极。该晶体管控制引脚5和引脚1之间的连接。 因此,与该存储单元相对应的位流中的位控制引脚5和引脚1之间的开关连接。同样,其他存储单元及其相关晶体管控制其他开关连接。请注意,这些连接的顺序不遵循特定的模式。因此,位流位和开关引脚之间的映射是随机的。 10 输入路由 CLB的输入在位流中使用不同的编码方案,这由硬件实现方式解释。在下图中,八个圆圈的节点是CLB框DD的潜在输入。 最多只能将一个节点配置为输入,因为将两个信号连接到同一输入将使它们短路。使用多路复用器选择所需的输入。一个简单的解决方案是使用8路多路复用器,其中3个控制位选择8个信号之一。另一个简单的解决方案是使用8个通过晶体管,每个晶体管都有自己的控制信号,其中一个选择所需的信号。但是,FPGA使用一种混合方法,该方法避免了第一种方法的解码硬件,但使用了5个控制信号,而不是第二种方法所需的8个控制信号。 FPGA使用多路复用器选择八个输入之一 上面的示意图显示了FPGA中使用的两级多路复用器方法。在第一阶段,控制信号之一被激活。第二阶段从顶部或底部选择信号作为输出。例如,假设控制信号  B/F 发送到第一级,“ ABCD”发送到第二级;输入B是唯一将传递到输出的B。因此,选择八个输入之一需要在比特流中使用5位,并使用5个存储单元。 11 结论 XC2064使用各种高度优化的电路来实现其逻辑块和路由。该电路需要紧凑的布局,以适合芯片。即使这样,XC2064还是一个非常大的芯片,比当时的微处理器还大,因此一开始很难制造,而且要花费数百美元。与现代FPGA相比,XC2064的单元数量非常少,但是即使如此,它也引发了革命性的新产品线。 了解XC2064比特流的关键是两个概念。首先,FPGA由64个块组成,这些块是将逻辑块和路由结合在一起的重复块。尽管FPGA被描述为具有被路由包围的逻辑块,但这并不是实现它们的方式。 第二个概念是,比特流中没有抽象。它直接映射到FPGA的二维布局中。因此,只有考虑FPGA的物理布局,比特流才有意义。 -END- 来源 | EETOP 作者 | Ken Shirriff | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】干货:嵌入式C语言源代码优化方案 【2】C语言内存泄露很严重,如何应对? 【3】C语言函数指针之回调函数 【4】光刻机原理解析——光刻机到底在“刻”什么? 【5】华为继鸿蒙OS后,即将发布国产编程语言! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-22 关键词: 芯片 半导体

  • 华人第二人!AMD苏姿丰获美半导体协会大奖

    美国半导体产业协会(SIA)宣布,将颁发罗伯特诺伊斯(Robert N. Noyce)大奖予超微(AMD)CEO苏姿丰,苏姿丰是继台积电创办人张忠谋后,第2 位获得这个奖项的华裔人士。 美国半导体产业协会预计11 月19 日在华盛顿举行颁奖典礼,正式颁奖给苏姿丰,肯定她在技术或公共政策领域对半导体产业的杰出贡献。 包括张忠谋及前应用材料董事长暨CEO MikeSplinte等都曾获得美国半导体产业协会的罗伯特诺伊斯大奖,苏姿丰是继张忠谋之后,第2 位获奖的华裔人士。 苏姿丰1969 年生于台南,3 岁时跟着父亲苏春槐移居美国,取得麻省理工学院(MIT)电机工程学士、硕士与博士学位后,陆续进入德州仪器(TI)与国际商业机器公司(IBM)任职。 苏姿丰2012 年跳槽超微(AMD)担任资深副总裁,并于2014 年10 月升任总裁兼CEO至今。 -END- 来源 | EETOP | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】中科院牵头研发光刻机之后,任正非率队访问中科院! 【2】美国允许美国华人继续用微信 【3】反击!《不可靠实体清单规定》正式发布! 【4】AMD透露已获得对华为供货许可证! 【5】外媒:甲骨文将获TikTok源代码的完整访问权限 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-22 关键词: 芯片 半导体

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