14nm晶元堆疊實現7nm效能,麒麟晶元是否迎來復活
近兩年,智慧型手機一直乏善可陳,很大一部分原因是華為的缺席。
由於晶元問題,華為的競爭力減弱,導致手機出貨量持續下滑。 在沒有華為壓力的情況下,蘋果、三星、高通敢於榨牙膏,最終讓消費者失望。
小公尺希望憑藉第一款高通驍龍晶元登上頂峰。 但事實證明,頂端絕不是靠組裝成功,它需要自主研發技術+品牌+口碑才能贏得消費者的青睞,華為就是最好的例子。
華為長期堅持自主研發,打造了麒麟晶元、HarmonyOS系統、XMAGE影像系統三大殺手級功能,成功將其推進到高階手機行列,讓蘋果和三星的壓力翻了一番。
華為很快遭到美國的制裁,麒麟晶元失去了OEM身份,成為了一家設計工作室'神話'。
同時,華為的5G服務也受到限制,導致華為手機無法支援5G網路。 5G通訊領頭人真的用不上5G網路,實在是讓人尷尬又惱火。
不過,很多粉絲還是堅持使用華為手機,並表示"可以再等三年"。你甚至可以退後一步,說它不是最新的 4nm、5nm 甚至 7nm。
大資料真的是一件了不起的事情,當你每天把它扔掉時,它會推出你想要的東西。
華為實現了晶元堆疊技術,兩顆14nm晶元堆疊後即可達到7nm效能"。訊息迅速發酵,很多人甚至以為訊息是華為員工傳來的。
就像每個人都沉浸其中一樣"麒麟+紅魔"在舉止中,華為回應了!華為表示:模仿華為官方新聞是謠言!
華為的研發能力確實很強,但不是萬能的,它總是涉足該領域。
那麼問題來了:晶元堆疊技術能做出1+1=2嗎?華為麒麟晶元何時才能再次商用?
晶元堆疊技術。
晶元堆疊技術是一種封裝技術,而不是製作餅乾的技術。
晶元堆疊可以整合儲存器、邏輯、感測器、基帶等,從而提高效能、增加功能、減小尺寸,甚至擴充套件摩爾定律。
傳統晶圓是二維平面,而晶圓堆疊是上下堆疊晶圓的三維平面,並通過TSV提供多個晶圓之間的垂直通訊。
目前,晶圓堆疊主要有四種型別:
第一種是基於晶元堆疊的3D技術。
相同的裸晶圓堆疊在一起,然後通過兩側的鍵合線連線,最後封裝。 堆疊方式包括金字塔式、懸臂式、併排式等。
第二種是主動 TSV 堆疊。
使用TSV技術將兩個或多個裸晶圓堆疊在一起,以互連基板和晶圓。
三是被動TSV堆疊。
中間層放置兩個裸晶圓,中間層具有矽通孔(TSV),上下晶圓通過中間層相互連線。
第四,堆疊儲存晶元。
該技術主要用於NAND快閃記憶體,其中儲存晶元與有機基板粘合,即使有8個堆疊晶元,總厚度(560m)仍然小於普通晶元。
隨著時間的流逝,晶元堆疊技術已經發展出許多優勢:
降低晶元設計的複雜性。 在晶元設計階段,可以對不同的單個模組進行分類設計,大大降低了設計的難度和複雜度。
降低晶元製造成本。 在晶元製造工藝中,不必為每個模組使用先進的5nm和3nm工藝,例如通訊模組可以使用成熟的14nm工藝。
提高晶元的效能。 晶元堆疊技術可以將系統晶元分成獨立的模組進行單獨製造,從而降低製造難度,提高晶元的良品率。
當然,缺點也不少:
晶元堆疊是可行的,也很有前途,但恐怕很難應用於智慧型手機。 這是因為晶元堆疊需要更多的封裝空間,以及增加的功耗和散熱需求。
智慧型手機的空間已經被瓜分了,連連續飛行需要的大容量電池一時半會兒都不敢啟動,幾個晶元擠在一起,大概是不現實的,畢竟大家都不想整天拿著一塊磚頭。
華為的晶元堆疊技術?
晶元堆疊技術如火如荼,巨頭也參與其中:AMD、蘋果、台積電,當然還有華為。
2024年4月5日,華為宣布獲得晶元堆疊技術專利。
該專利描述如下:"晶元堆疊封裝和終端裝置,涉及半導體技術領域,可以在保證供電要求的前提下,解決使用矽技術帶來的高成本問題。 "
華為副總裁**表示,創新的晶元封裝和小晶元互連技術,尤其是3D堆疊技術,是該公司在其SoC中放置更多電晶體並獲得更具競爭力所需的效能的一種方式。 因此,公司投資自己的封裝和互連方法(例如已獲得專利的方法)是有意義的。
事實上,由於製造問題,華為晶元的量產一直被推遲。 此外,國內晶圓製造技術進展相對緩慢,7nm技術由於裝置問題一直無法進步。
為此,華為不得不另闢蹊徑,提公升成熟晶元的效能,以滿足客戶需求。 晶元堆疊是實現這一目標的好方法。
可以想象,在未來的晶元堆疊技術上,華為會加大研發力度,但技術發展到什麼程度,華為還沒有正式披露,也沒有實際的產品可供參考。
究其原因,無非是基本的保密,或者說是害怕美國的進一步鎮壓和限制。
華為在新聞發布會上明確表示,目前尚不確定該公司開發的3D堆疊技術是否需要美國的工具和裝置。
這是什麼意思?簡單來說,華為的3D堆疊技術能否找到代工廠還不確定。 畢竟,晶元製造和封裝裝置或多或少都利用了一些美國技術。
華為的晶元堆疊技術還沒放出來,市場早已開啟鍋,就連華為的傳聞也紛紛傳出"雙核堆疊"技術,即兩個14nm麒麟晶元堆疊在一起,可以達到7nm晶元的效能。
甚至還有一些**打擊,華為的7nm晶元技術已經被超越了,我們很快就能用到7nm的5G麒麟晶元了。
其實仔細想想,如果華為有新技術,通過驗證,找到代工廠,華為能不做官方公告嗎?
由於華為沒有正式發布公告,這意味著技術不成熟,或者代工廠存在問題。 目前,煽風點火只會給華為帶來更大的壓力,並收緊限制。 而且使用麒麟5G晶元會更加困難。
總的來說,華為在晶元堆疊技術上取得了進步,而且進步速度非常快,至於什麼時候能達到14nm+14nm>7nm,我們只能期待好訊息。
手機可能不適合晶元堆疊。
寫到這裡,筆者忍不住給大家潑了一盆冷水——智慧型手機不適合晶元堆疊技術。
這個結論恐怕會再次遭到網友的質疑,放心吧,看到理由反對還為時不晚。
隨著作業系統、各種軟體和遊戲的公升級換代,手機對效能的要求越來越高,這必然需要手機晶元的公升級換代。 同時,為了保證手機的使用壽命,這種晶元的功耗不能太高。
如何做到這一點?通過增加電晶體的數量,同時降低電晶體的開關電壓,最終從7nm到5nm,到4nm,再到3nm。
另乙個原因是手機空間有限,裡面放的東西很多,除了晶元,還有記憶體、外接儲存器、陀螺儀、加速度計、電池、攝像頭、麥克風、發聲元件、SIM卡槽、充電線孔、耳機孔、電容式感測器等。
打包在一起,很難再戴上另乙個紐扣。 因此,即使是像SoC這樣的高科技產品,這些電子元件也應該盡可能地多"小"。
在這種情況下,老實說,在手機中堆疊兩個 14nm 晶元有點不現實。 退一步說,即使我們把這樣的晶元放在手機裡,我們也要解決以下問題。
1.散熱。 兩個14nm晶元產生的功耗會比乙個7nm晶元多得多,發熱會非常嚴重,所以需要配套的散熱方案,而且占用空間很大,可能趕不上。
2.空間。 堆疊晶元勢必會占用更多的空間,那麼需要犧牲哪些部件呢?恐怕只是電池!
原來的4000mAh電池已經減少到3000mAh,加熱會消耗一些能量
充電3次,一天5次,你會用嗎?
3.製造。 晶元堆疊還需要餅乾廠為它製作晶元!
目前,中國大陸唯一能製造14nm晶圓廠的公司是中芯國際,使用的裝置是荷蘭的ASML。
ASML的光刻機基本採用美國和歐洲的技術,在美國的長臂管轄下,華為可能仍然拿不到代理商的工資。 如果堆疊可以達到7nm的效能。
總的來說,智慧型手機晶元將繼續專注於技術迭代和製造水平的提公升,而EUV光刻技術的研發是解決手機晶元問題的必由之路。
毫無疑問,堆疊晶元可以提高晶元效能,但這些晶元並不用於智慧型手機。
例如,蘋果推出的M1Ultra晶元由兩顆M1Max晶元組成。 電晶體數量直接增加到1140億個,整體效能也提公升了兩倍,但功耗保持穩定。
當然,這種晶元不是在iPhone上使用的,而是在空間更大的台式電腦上使用的。
Graphcore推出了一款採用晶元堆疊技術的7nm IPU,可提供高達40%的效能提公升。 這種晶元也用於計算機系統。
因此,即使華為的晶元堆疊技術量產,也只能用於台式電腦、汽車等大空間裝置,而不能用於智慧型手機。
晶元堆疊可以提高華為的競爭力,但不能保證手機晶元的最好,這是現實。 我們唯一能解決手機晶元問題的方法,就是超越EUV光刻。
因此,短期內我們可能無法使用麒麟5G晶元。