Dans les derniers jours d’août 2023, Liu Ye a clairement senti que l’atmosphère du département des puces était devenue un peu différente.
Les collègues ont commencé à crier qu’ils allaient revenir en force cette fois-ci, et l’atmosphère optimiste s’est répandue dans tout Huawei.
Le moment d’ébullition de tout le personnel est entré dans un point culminant à midi le 29, et Liu Ye a constaté que le cercle d’amis était rarement frôlé par ses collègues - Huawei a lancé le nouveau téléphone portable phare Mate 60 pro dans sa boutique officielle sans avertissement.
Et ce qui préoccupe le plus, c’est : comment le Kirin 9000 équipé du **Mate 60 pro a-t-il vu le jour ? **
Ce sera bientôt l’anniversaire du Kirin 9000, et avant cela, nous voulons vous raconter l’histoire de sa puce Kirin 9000S de nouvelle génération, qui est une histoire inspirante.
À cette fin, la rédaction a trouvé des personnes liées à l’industrie des semi-conducteurs, d’anciens employés de Huawei et des personnes d’entreprises en amont et en aval de la chaîne d’approvisionnement, dans l’espoir d’obtenir des réponses, et les remercier d’avoir partagé aussi franchement que possible dans un cadre limité, afin que nous puissions avoir un aperçu aussi précis que possible de la trajectoire de développement de l’industrie des puces au cours des trois dernières années.
Parmi eux, Zhiwei a estimé que non seulement Huawei, mais l’ensemble de la chaîne industrielle travaillaient ensemble pour atteindre un objectif commun afin d’atteindre ce résultat.
Nom de code, Charlotte
En effet, depuis le lancement du projet Kirin, de nombreuses puces ont été décalées et développées.
Par exemple, le Kirin 920 et le Kirin 910 ont été développés et livrés presque en parallèle, et cette méthode est connue en interne sous le nom de « mode de torsion de la serviette ». **
Ensuite, comme il est d’usage, lorsque le Kirin 9000 sera produit en série en 2020, il devrait déjà y avoir de nouveaux projets parallèles en cours de développement.
Wu Xu, une personne importante dans l’industrie des puces contactée par Zhiwei, a démonté le Huawei Mate60 Pro acheté le 30 août et a décapé la puce.
En plus d’observer et d’analyser la structure interne de la puce, Decap est également effectué pour trouver la date réelle de production en série des Kirin 9000. Auparavant, il y avait des rumeurs sur Internet selon lesquelles le « 2035CN » sur la coque de la puce représentait que la puce avait été produite au cours de la 35e semaine de 2020, mais il pensait que cette information avait peu de valeur de référence, ** plus comme une sorte de « camouflage » déroutant. **
Wu Xu a obtenu un code spécial « 2017 » après décapage et amplification, et après plusieurs vérifications, il a estimé que ** C’est la date TO (tape-out), c’est-à-dire la date de la dernière étape de la conception du circuit intégré (IC) ou de la carte de circuit imprimé (PCB) **, d’une manière générale, ce nombre apparaît dans la 13 ~ 15e couche de la couche de métal de la puce.
**Et « 2017 » signifie la semaine 17 de 2020. **
Généralement, la puce commencera la production de masse 100 ~ 200 jours après la finalisation, de sorte que la personne estime que la véritable date de production du Kirin 9000S dans sa main est : début 2021. **
Avant la production de masse, les puces passent par quatre étapes, l’étape de conception, l’étape de développement, l’étape de production d’essai et l’étape de production de masse. Le tape-out est souvent le maillon le plus important et le plus coûteux dans la fabrication de puces, et certaines usines de puces ont estimé qu’un tape-out du processus 7 nm coûte 30 millions de dollars. Ce processus dure au moins trois mois (y compris la préparation des matières premières, la lithographie, le dopage, la galvanoplastie, l’emballage et les tests) et passe par plus de 1 000 processus, avec un long cycle de production.
**Combiné avec le temps de sortie et la date de production de la puce, la personne a jugé que le Kirin 9000s avait été établi au moins au plus tard en 2020, et que le but n’était pas d’être produit chez TSMC dès le début. **
Un autre employé de Huawei a confirmé à Zhiwei que le temps de production du Kirin 9000 était d’environ un an et demi, soit « environ la fin de 19 ans », et qu’une certaine énergie avait été dépensée dans la phase de conception.
La personne a déclaré que HiSilicon est différente des autres usines de conception de puces en ce sens qu’elle « fait essentiellement de la conception de circuits et de la co-optimisation des processus, et que les détails sont décentralisés au niveau du transistor, et pas seulement du simple câblage ». Cela présente l’avantage d’offrir de meilleures performances, avec l’inconvénient de prendre plus de temps et une conception technique plus élevée.
Par exemple, la densité et les performances de la conception normale sont de 95 % et, après optimisation DTCO, elles peuvent atteindre 100 % ou plus, mais cela prend du temps et nécessite une collaboration de conception avec les fournisseurs FAB. Diverses usines de conception de puces peuvent le faire, mais ne le font pas, et Qualcomm en fait parfois. "
Selon les informations dont il dispose, il y avait une version à l’intérieur du Kirin 9000 appelée Hi36B0. **Hi est l’abréviation de Huawei HiSilicon, 36 représente la gamme de produits phares de Kirin et B0 représente la 11e génération. Dans la production en série de cette puce, un nouveau logo est adopté, c’est-à-dire Hi36a0V120 au lieu de « b0 ». Les 2 et 0 dans le « V120 » suivant représentent des changements de version et de petits nombres d’itération d’optimisation (le 1 après V fait référence à la génération de produits sur d’autres puces Huawei, par exemple, la première génération de la puce du téléviseur est V100, et la deuxième génération est V200, mais la signification n’est pas sûre sur la série Hi36 Kirin).
**En plus de cette série de noms de code, le Kirin 9000s a également un nom plus mémorable à l’intérieur, Charlotte, le nom de la ville américaine. **
Bien que la puce Kirin soit connue comme une bête mythique chinoise, le modèle spécifique a toujours été nommé d’après une ville américaine en interne. La génération précédente de Kirin 9000 était Baltimore, 990 pour Phoenix, 985 pour Tucson, 980 pour Atlanta et 970 pour Boston.
En termes de processus, d’après le diagramme MEB (microscope électronique à balayage) du Kirin 9000s obtenu par le département éditorial de Zhiwei, la hauteur de cellule du Kirin 9000s (hauteur de l’unité standard, couramment utilisée pour mesurer le niveau de traitement de la puce) est de 240 nm.
Après le décapage, la carte locale des Kirin 9000 a été agrandie 600 000 fois
En 2020, lorsque TSMC a dévoilé sa solution originale à faible consommation d’énergie et à haute densité de 7 nm, la valeur de la hauteur de cellule était également de 240 nm.
Cela dit, il ne fait aucun doute que le Kirin 9000S de Huawei a atteint le niveau de processus 7 nm. **
Un transistor Kirin 9000S soigneusement agencé après un grossissement de 100 000 fois
Dans le même temps, le département éditorial a obtenu le diagramme de structure physique de la puce du Kirin 9000S, et la structure du Kirin 9000S est très différente de celle de la puce Kirin 9000 de la génération précédente.
Par conséquent, nous pouvons vous dire avec un peu d’excitation ou de fierté ici : **Kirin 9000S est une toute nouvelle puce qui n’est pas modifiée par rapport à l’inventaire Kirin 9000 et qui a atteint un processus avancé de 7 nm. **
Wu Xu a déclaré à Zhiwei que Charlotte a un total de 8 cœurs, qui sont trois clusters (un mode d’arrangement), la distribution est de 1 + 3 + 4, la fréquence principale est jusqu’à plus de 2600 MHz et le GPU est Maleoon 910.
La partie de bande de base 5G de Huawei a toujours été une conception avec deux modules 4G + 5G connectés avec une puce de bande de base Barong au milieu, et cette génération n’utilise pas cette méthode de pontage, mais intègre la 4G et la 5G avec un seul module.
Par rapport au Kirin 9000, l’énorme zone du cluster CPU Charlotte a subi de grands changements, et le bus de cette génération, contrairement à la génération précédente de bus et de cœurs super larges, utilise des bibliothèques de performances, et cette génération n’utilise que des bibliothèques de performances pour les cœurs super larges.
En termes de GPU, le Maliang 910 de Charlotte est un design Cu. Son échelle de conception est légèrement plus petite que celle de la génération précédente, pour environ 4CU deux groupes de cœur ALU, chaque groupe de 128Alus, un total de 2x4x128Alus = 1024Alus, la fréquence est jusqu’à 750Mhz, les performances théoriques sont de 1536Gflops, et le milieu est GPU L2 Cache, qui est d’environ 1MiByte. **En termes de spécifications GPU, ce n’est pas la même chose que le commun IMG/MALI/Adreno/Rdna/Cuda. **
Cependant, comme nous le savons tous, Huawei n’a pas les capacités de fabrication des puces de processus avancées, la question se pose donc :
Dans le cas de plusieurs séries de sanctions, comment Huawei, ou les fabricants chinois, ont-ils fabriqué des puces de 7 nm ? **
Chevalier blanc
Dans le passé, Huawei faisait confiance à TSMC, ** une personne concernée a révélé à Zhiwei qu’à ce moment-là, la haute direction de Huawei avait jugé que la possibilité que TSMC coupe l’approvisionnement était faible. **
D’une part, avant les sanctions, les deux parties sont parvenues à une coopération dans la production des puces Kirin 9000 de processus 5 nm les plus avancées, et sont dans une situation de coopération approfondie continue. D’autre part, la fonderie de puces ancrant une usine de fabrication est également due à des considérations de coût.
« Maintenant, il semble que dans cet environnement, il semble imprudent d’insister pour mettre des œufs dans le même panier, une fois que TSMC aura rejeté le tape-out (production d’essai) de Huawei, il ne sera pas en mesure de poursuivre la production et de passer par le processus suivant », a déclaré la personne concernée à Zhiwei.
En mai 2020, les États-Unis ont intensifié les sanctions, qui ont annoncé des restrictions sur les fabricants utilisant la technologie américaine (comme TSMC) pour les puces de fonderie de Huawei, cette interdiction n’a pas été immédiatement mise en œuvre et les États-Unis ont accordé une période tampon de 120 jours.
Lors de la conférence sur les résultats du 16 juillet 2020, TSMC a choisi de faire un compromis, indiquant qu’après le 14 septembre, TSMC ne continuerait plus à fournir des puces à Huawei.
La réponse de Huawei a été très rapide, et immédiatement après l’émission des sanctions, la décision de produire en masse le Kirin 9000 a été immédiatement prise en interne.
D’une manière générale, HiSilicon a conçu des puces pour passer par plusieurs plaquettes (après la conception, elles sont envoyées à l’usine pour des tests de production d’essai), et un employé du département concerné de Huawei a déclaré à Zhiwei qu’à ce moment-là, la décision du Kirin 9000 devait à l’origine être coulée 3 fois, mais il a rencontré un ordre de sanction après la deuxième fois, donc « la troisième fois n’a pas été investie, et elle a été directement produite en série ». ** Ces puces ont aidé le support de Huawei près de deux ans après une coupe complète.
Le 31 octobre 2020, le département de développement des puces et de la technologie Kirin a tenu une conférence de presse sur le Kirin 9000, dont le thème principal est « Foi ferme, n’abandonnez jamais ». **
Photo reproduite avec l’aimable autorisation de la personne interviewée
Cependant, le Kirin 9000 est une pièce de moins avec une seule, et qui construira la future puce Kirin 9000S ?
2020 est un nœud spécial, les fabricants chinois sont dans un moment de survie non seulement Huawei, mais aussi SMIC.
Cette année, à l’occasion de la fête de la mi-automne, qui coïncidait avec les vacances de la fête nationale, l’ancien employé de SMIC, Xu Qin, et ses collègues de l’équipe ont été soudainement appelés dans l’entreprise, et ils ont reçu la nouvelle choquante que le Bureau de l’industrie et de la sécurité (BIS) du ministère américain du Commerce avait envoyé des lettres à certains des fournisseurs de SMIC conformément aux réglementations américaines en matière de contrôle des importations et des exportations, les obligeant à demander des licences d’exportation avant de fournir à SMIC.
La nouvelle n’a été officiellement publiée par le département américain de la Défense que le 4 décembre, qui a annoncé que quatre entreprises chinoises, dont SMIC, avaient été officiellement ajoutées à la liste des « utilisateurs finaux militaires ».
À cette époque, SMIC était le fabricant de puces le plus susceptible de devenir l’un des fabricants les plus populaires au monde, et s’il ne pouvait pas obtenir d’équipements et de matières premières de pointe à l’étranger, la progression de la croissance de SMIC serait sérieusement ralentie.
La panique de la surprise et le travail d’ajustement d’urgence vont de pair. **"Il demande à tout le monde d’analyser son appareil actuel, et s’il s’arrête ? » Quelle est la solution ? Les pièces, les matières premières, les équipements qui nécessitent que des fabricants étrangers viennent faire du service, pouvez-vous le faire vous-même, combien pouvez-vous faire ? ** Xu Qin se souvient.
** » Le pire plan est de couper complètement et de ne pas communiquer les uns avec les autres. "**
En conséquence, les entreprises américaines concernées interprètent également les informations publiées par le gouvernement américain avec l’équipe juridique, mais les lois et réglementations impliquant des intérêts nationaux ne peuvent être mises en œuvre que par des négociations amicales et immédiates, et ne peuvent pas franchir le bassin du tonnerre d’un demi-pas. Après une courte période de panique, SMIC a constaté que les restrictions se concentraient sur la technologie et l’équipement requis pour les processus haut de gamme, et que le « cou coincé » laissait un souffle. Par conséquent, le rythme de la substitution nationale a été poussé sur la voie rapide.
Cependant, le plus touché est l’équipe de traitement avancé de SMIC, selon des personnes proches de SMIC, **Il y a eu une proposition interne d’acheter d’abord l’équipement de lithographie EUV d’ASML ** (couramment utilisé dans les équipements de traitement 7 nm et inférieurs), tout en développant des technologies de processus connexes.
**Cependant, cette proposition n’a pas été retenue. Parce qu’à cette époque, TSMC et Samsung ont d’abord utilisé la lithographie DUV pour compléter la « version de transition » du processus 7 nm, et ce n’est qu’après avoir accumulé plus d’expérience et atteint une certaine échelle que l’EUV a été introduit. (La précision de la machine de lithographie DUV est inférieure à celle de l’équipement EUV, on pense généralement que le processus « 5nm » est sa limite de fabrication, mais l’industrie utilisera une machine de lithographie EUV autour de 7 nm)
Une autre partie de la raison est que l’équipement est trop cher, le temps de commande est retardé et les livraisons ultérieures sont constamment bloquées, et il n’a pas été livré.
SMIC avait initialement prévu de passer du 28 nm au 20 nm, mais a ensuite décidé en interne d’abandonner le 20 nm et de passer directement au 14 nm, plus avancé. En 2019, le taux de rendement de la production pilote a été rapidement augmenté, passant de 3 % à 95 %, ce qui a permis d’atteindre une production de masse.
Quant à la phase de développement de la puce 7 nm, on peut le voir dans la lettre de décembre 2020 de Mengsong Liang (actuellement co-PDG de SMIC) au conseil d’administration. « Au cours de cette période (2017 ~ 2020), j’ai travaillé dur pour achever le développement de la technologie de 28 nm à 7 nm, soit un total de cinq générations... À l’heure actuelle, les technologies 28 nm, 14 nm, 12 nm et n+1 sont entrées en production de masse, et le développement de la technologie 7 nm a également été achevé, et elle peut immédiatement entrer dans une production de masse risquée en avril de l’année prochaine (2021)... »
Il est intéressant de noter que le temps de production de masse estimé dans la lettre est avril 2021, ce qui est étonnamment cohérent avec le temps de production des Kirin 9000 jugés ci-dessus. **
La nouvelle question est la suivante : quelle technologie SMIC utilise-t-elle en l’absence de machines de lithographie avancées ? Si la production de masse du processus 7 nm se fait sur des puces domestiques, quels problèmes seront rencontrés ?
Tracez des lignes fines avec un pinceau
Nous devons recomprendre la puce, et la puce mince peut en fait avoir jusqu’à une centaine de couches à l’intérieur.
Le processus de la puce consiste d’abord à fabriquer la morphologie du transistor sur la puce de silicium, couche par couche déposée revêtement, empilé la couche métallique supérieure, la couche d’isolation, la couche de passivation, dont le fond est le plus cœur, la partie la plus avancée du processus, le condensateur et le transistor sont ici, appelés le dispositif sous-jacent. Généralement, la puce nanométrique à laquelle nous nous référons fait référence à la partie inférieure du transistor.
En dessous de 28 nanomètres, en raison de l’effet tunnel quantique grave, il y aura des fuites, et le transistor planaire ne peut pas répondre aux exigences d’utilisation, et la grille doit être enveloppée comme une nageoire de poisson pour fabriquer FinFET, c’est-à-dire « transistor à effet de champ d’ailerons ». En parlant de cela, cette innovation est venue du professeur Hu Zhengming, un scientifique chinois et ancien directeur de la technologie de TSMC.
À l’heure actuelle, le transistor stéréoscopique est en fait difficile à quantifier avec la longueur, pour voir quel niveau de processus il atteint, c’est-à-dire communément appelé quelques nanomètres, en fonction de multiples indicateurs techniques, tels que les portes des transistors, l’espacement minimum entre les ailettes (pas d’ailette), la hauteur de la cellule et la densité de transistors (combien de transistors peuvent être logés par millimètre sur la puce).
La machine de lithographie par immersion DUV 193 nm à la pointe de la technologie peut fournir une résolution d’un demi-cycle de 36 ~ 40 nm, répondant aux exigences des nœuds de technologie logique de 28 nm. Plus petite que cette taille, une double ou même plusieurs lithographie est nécessaire.
Le cœur de la technologie de lithographie multiple consiste à diviser la couche originale de lithographie en deux masques ou plus, et à utiliser la lithographie et la gravure multiples pour réaliser la couche originale de conception du motif, de sorte qu’elle puisse graver plus d’un CD d’exposition unique (la dimension critique fait référence à la conception d’un motif de ligne spécial reflétant la largeur de ligne caractéristique du circuit intégré afin d’évaluer et de contrôler la précision du traitement graphique du processus dans le processus de fabrication de photomasques et de lithographie de circuits intégrés).
La double exposition est largement utilisée aux nœuds technologiques de 22 nm, 20 nm, 16 nm et 14 nm, ainsi qu’à la fabrication avancée de couches non critiques. Mais après que la technologie de la machine de lithographie EUV ait mûri, TSMC et Samsung ont progressivement utilisé la machine de lithographie EUV, qui est une voie technique complètement différente, une seule exposition peut obtenir l’effet.
SMIC veut atteindre 7 nm sans machine de lithographie EUV, ce qui peut être considéré comme utilisant une « vieille machine à technologie » pour atteindre des objectifs avancés, ce qui est un peu comme sculpter avec un pilon en fer. **En 2019, TSMC a produit des puces de nœud 7 nm (N7) grâce à des équipements DUV, puis a commencé à utiliser des machines de lithographie EUV.
Il existe de nombreuses voies techniques pour réaliser une lithographie double voire multiple, telles que le procédé LFLE, le procédé LELE, le procédé LELELE, le SADP, la technologie SAQP, etc.
Il a déjà été rapporté que Huawei pourrait utiliser la technologie dite « d’empilement de puces » pour obtenir l’effet de puces de 7 nm avec deux puces de 14 nm. Mais une personne qui comprend le processus de la puce a dit à Zhiwei que c’est peu probable, ** » Généralement, ce processus est utilisé pour la technologie d’emballage 3D HBM (mémoire à large bande passante), pas un problème 14 + 14 = 7, pour résoudre la conception du routage, la consommation d’énergie, la zone et d’autres problèmes entre les deux chipsets sont extrêmement difficiles, et il est complètement irréaliste à utiliser dans les puces de téléphone portable. "**
Une personne concernée a déclaré à Zhiwei que SMIC avait adopté la voie de la technologie SAQP pour réaliser le processus 7 nm.
Une autre personne proche de SMIC a révélé que lorsque Liang Mengsong a rejoint SMIC en 2017, il a demandé à tous les techniciens du département dont il était responsable d’apprendre la technologie SAQP, « les nouveaux ingénieurs doivent faire des heures supplémentaires pour apprendre cette technologie ». "**
Alors, qu’est-ce que la technologie SAQP ?
Le nom chinois de SAQP est « quadruple exposition auto-alignée », et son principe de mise en œuvre est simple et populaire :
(1) Dessinez d’abord le « treillis » à l’aide d’une machine de lithographie, puis utilisez une machine à graver le « treillis » ;
(2) Revêtement de dépôt chimique en phase vapeur sur le treillis gravé ;
(3) Le revêtement sur le plan horizontal est enlevé par la technologie de gravure, à ce moment-là, nous obtenons une « paroi latérale » composée d’un film mince ;
(4) un autre cycle de gravure, de sorte que l’on obtienne un « treillis » plus dense composé des parois latérales du film ;
(5) Revêtement de dépôt chimique en phase vapeur à nouveau ;
(6) Utiliser la technologie de gravure pour enlever le revêtement sur le plan horizontal ;
(7) Graver à nouveau pour obtenir un « treillis » plus crypté ;
(8) Sous le bloc du treillis, continuez à graver vers le bas ;
(9) Retirez le treillis enduit, en laissant le « treillis » qui est vraiment nécessaire.
Zhiwei a également rendu un GIF pour que tout le monde puisse mieux comprendre :
Jusqu’à présent, nous avons utilisé la technologie de gravure pour tracer des lignes fines avec seulement un « pinceau » très épais tel qu’une machine de lithographie DUV.
En fait, quelle que soit la théorie technique mentionnée ci-dessus, elle existe depuis de nombreuses années, mais dans la sélection technique et la sélection des nœuds du processus, la courbe d’apprentissage sera extrêmement importante, car chaque étape nécessite beaucoup d’argent et de main-d’œuvre.
Et la capacité de SMIC à accomplir une chose aussi difficile, en plus du personnel technique clé, peut être liée à sa culture d’entreprise.
Xu Qin estime que « l’obéissance, l’exécution forte et le pragmatisme absolu au niveau technique » ont créé SMIC, qui a une histoire de plus de 20 ans.
** » Après avoir clarifié les objectifs de R&D, elle est axée sur les résultats, mise en œuvre à 100% et plus respectueuse des personnes qui font les choses. ** Selon ses observations, le changement de personnel a peu d’impact sur la recherche et le développement des différents projets de l’entreprise, couplé à une forte exécution, afin que l’entreprise puisse avoir un bon développement.
** Zhiwei a appris l’existence d’une rumeur non confirmée de l’industrie selon laquelle l’équipe des processus avancés de SMIC avait été en congé toute l’année pendant trois années consécutives, avec un seul jour de congé le jour du Nouvel An. **
Du point de vue des résultats, selon le nœud temporel de la technologie avancée passée, SMIC a mis 3 ans pour compléter la route des autres constructeurs pendant 10 ans. **
Combinaison, rendement, succès ou échec d’un seul coup
Des personnes concernées ont révélé à Zhiwei qu’après que Charlotte ait établi le projet, la fonderie d’origine a été définie comme SMIC, et que c’était la seule solution possible, lorsque Huawei était en train d’être entouré de technologie, et que les puces avancées achetées à TSMC étaient sur le point d’être épuisées, et que les importations de matériaux étaient également entravées.
Il convient de mentionner que lors du développement de la puce Kirin 9000, Huawei avait une puce dans SMIC, « mais elle n’était pas allumée, mais la prochaine génération (9000) l’est », a déclaré un employé de SMIC. **
Sous la pression des sanctions, l’américanisation bat son plein au sein de Huawei. ** » Non seulement les logiciels techniques A, les logiciels de bureau, les logiciels professionnels sont les mêmes, ne le faites pas vous-même, et enfin les produits et technologies américains sortent complètement du flux de travail ** Un ancien employé a mentionné qu’à ce moment-là, le service de communication de Huawei a directement mis pied à terre pour redémontrer la faisabilité.
Puisqu’il est impossible de juger de l’ampleur du durcissement des restrictions, il est prioritaire d’achever la production de masse de Charlotte dans les plus brefs délais. La première étape de la coopération est la migration et l’appariement des processus, qui sont souvent négligés.
D’une manière générale, dans le processus avancé, le schéma de conception et chaque fonderie, il y a aussi un processus d’adaptation, TSMC, Samsung et d’autres fonderies de processus avancés ont une équipe spéciale pour « l’adaptation au transcodage », mais ** » SMIC n’avait pas une telle équipe de migration de règles de conception à ce moment-là, Huawei avait envoyé une équipe pour adapter le processus « ** Les personnes concernées ont déclaré que l’ensemble du processus a pris environ 3 ~ 6 mois.
Après cela, le rendement devient la clé.
Dans le domaine des semi-conducteurs, le rendement est lié au coût de production de masse des puces, et plus il y a de puces de qualité qualifiée sur chaque plaquette, plus le coût de la puce est faible. Le rendement final est composé du produit de chaque processus, même si nous supposons que chaque processus sur une ligne de fabrication est aussi élevé que 99%, puis après 500 processus, le rendement global n’est que de 0,66%, et le résultat est complètement gaspillé. En général, le rendement peut être subdivisé en rendement de plaquette (plaquette de silicium), rendement de la matrice et rendement de l’emballage, et le rendement de la matrice a un impact plus important sur le rendement total.
Des personnes concernées ont déclaré à Zhiwei que le rendement de Charlotte est d’environ 35% lorsqu’il s’agit d’une production de masse à risque**, et qu’en général, il est nécessaire d’atteindre une production de masse d’au moins 50%, mais c’est aussi le double du coût du processus qui peut atteindre plus de 90%.
Zhiwei a également appris que cette année, une usine d’emballage a reçu une commande de chips Charlotte**, l’usine a atteint une capacité de production mensuelle de 4 millions de pièces au cours des derniers mois. **
En ce qui concerne le rendement total réel maintenant, nous ne le savons pas, car il est fortement lié au coût de la puce, qui est généralement considéré comme un secret par les fabricants.
Cependant, le personnel concerné a révélé à Zhiwei que le rendement de Charlotte a atteint environ 50 % à 60 % au début de la production de masse formelle, et que la hausse du rendement par la suite est également considérable, ce qui peut soutenir sa production à grande échelle avec des coûts contrôlables. **
Vous pouvez donc voir les nouvelles : Huawei vise à expédier 60 à 70 millions de smartphones en 2024.
En 2022, les livraisons de smartphones de Huawei ne seront que d’environ 30 millions.
À ce stade, peut-être pouvons-nous pousser un long soupir de soulagement et dire :
** Le bateau léger a traversé les Dix Mille Montagnes Lourdes. **
Post-scriptum
Le succès des Kirin 9000 est peut-être une étape importante dans la localisation des puces, mais il ne s’agit que d’une victoire progressive sur la longue route. **
Un praticien de l’industrie des semi-conducteurs a dit avec inquiétude à Zhiwei qu’après que les résultats aient été présentés, on s’attend à ce que les futures sanctions soient plus violentes, et ce succès est de « respirer » dans l’espace limité sous les sanctions, ** » coincé dans le cou cette chose, cette fois elle est coincée ici, la prochaine fois ? La prochaine fois, vous irez peut-être plus loin. **
En écrivant cet article, Zhiwei a vraiment senti que les percées en matière d’innovation technologique sont davantage le résultat d’opérations collaboratives, et lorsqu’une crise tire parti de l’industrie, il est impossible de simplement juger s’il s’agit d’une catastrophe ou d’une chance de mourir. Beaucoup de pratiquants ont une « croyance » inexplicable. À leurs yeux, tant que l’objectif est déterminé, pragmatique et coordonné, il n’y a rien qui ne puisse être accompli.
Nous avons pensé, c’est à peu près comme ça que ça s’appelle :
**La foi peut déplacer des montagnes. **
La prochaine génération de puces, nom de code « Nashville », est en route. **
( À la demande des personnes interviewées, les noms des personnes mentionnées dans l’article sont des pseudonymes )
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1000 jours pour les puces Huawei
Écrit par : Rick
Dans les derniers jours d’août 2023, Liu Ye a clairement senti que l’atmosphère du département des puces était devenue un peu différente.
Les collègues ont commencé à crier qu’ils allaient revenir en force cette fois-ci, et l’atmosphère optimiste s’est répandue dans tout Huawei.
Le moment d’ébullition de tout le personnel est entré dans un point culminant à midi le 29, et Liu Ye a constaté que le cercle d’amis était rarement frôlé par ses collègues - Huawei a lancé le nouveau téléphone portable phare Mate 60 pro dans sa boutique officielle sans avertissement.
Et ce qui préoccupe le plus, c’est : comment le Kirin 9000 équipé du **Mate 60 pro a-t-il vu le jour ? **
Ce sera bientôt l’anniversaire du Kirin 9000, et avant cela, nous voulons vous raconter l’histoire de sa puce Kirin 9000S de nouvelle génération, qui est une histoire inspirante.
À cette fin, la rédaction a trouvé des personnes liées à l’industrie des semi-conducteurs, d’anciens employés de Huawei et des personnes d’entreprises en amont et en aval de la chaîne d’approvisionnement, dans l’espoir d’obtenir des réponses, et les remercier d’avoir partagé aussi franchement que possible dans un cadre limité, afin que nous puissions avoir un aperçu aussi précis que possible de la trajectoire de développement de l’industrie des puces au cours des trois dernières années.
Parmi eux, Zhiwei a estimé que non seulement Huawei, mais l’ensemble de la chaîne industrielle travaillaient ensemble pour atteindre un objectif commun afin d’atteindre ce résultat.
Nom de code, Charlotte
En effet, depuis le lancement du projet Kirin, de nombreuses puces ont été décalées et développées.
Par exemple, le Kirin 920 et le Kirin 910 ont été développés et livrés presque en parallèle, et cette méthode est connue en interne sous le nom de « mode de torsion de la serviette ». **
Ensuite, comme il est d’usage, lorsque le Kirin 9000 sera produit en série en 2020, il devrait déjà y avoir de nouveaux projets parallèles en cours de développement.
Wu Xu, une personne importante dans l’industrie des puces contactée par Zhiwei, a démonté le Huawei Mate60 Pro acheté le 30 août et a décapé la puce.
En plus d’observer et d’analyser la structure interne de la puce, Decap est également effectué pour trouver la date réelle de production en série des Kirin 9000. Auparavant, il y avait des rumeurs sur Internet selon lesquelles le « 2035CN » sur la coque de la puce représentait que la puce avait été produite au cours de la 35e semaine de 2020, mais il pensait que cette information avait peu de valeur de référence, ** plus comme une sorte de « camouflage » déroutant. **
Wu Xu a obtenu un code spécial « 2017 » après décapage et amplification, et après plusieurs vérifications, il a estimé que ** C’est la date TO (tape-out), c’est-à-dire la date de la dernière étape de la conception du circuit intégré (IC) ou de la carte de circuit imprimé (PCB) **, d’une manière générale, ce nombre apparaît dans la 13 ~ 15e couche de la couche de métal de la puce.
**Et « 2017 » signifie la semaine 17 de 2020. **
Généralement, la puce commencera la production de masse 100 ~ 200 jours après la finalisation, de sorte que la personne estime que la véritable date de production du Kirin 9000S dans sa main est : début 2021. **
Avant la production de masse, les puces passent par quatre étapes, l’étape de conception, l’étape de développement, l’étape de production d’essai et l’étape de production de masse. Le tape-out est souvent le maillon le plus important et le plus coûteux dans la fabrication de puces, et certaines usines de puces ont estimé qu’un tape-out du processus 7 nm coûte 30 millions de dollars. Ce processus dure au moins trois mois (y compris la préparation des matières premières, la lithographie, le dopage, la galvanoplastie, l’emballage et les tests) et passe par plus de 1 000 processus, avec un long cycle de production.
**Combiné avec le temps de sortie et la date de production de la puce, la personne a jugé que le Kirin 9000s avait été établi au moins au plus tard en 2020, et que le but n’était pas d’être produit chez TSMC dès le début. **
Un autre employé de Huawei a confirmé à Zhiwei que le temps de production du Kirin 9000 était d’environ un an et demi, soit « environ la fin de 19 ans », et qu’une certaine énergie avait été dépensée dans la phase de conception.
La personne a déclaré que HiSilicon est différente des autres usines de conception de puces en ce sens qu’elle « fait essentiellement de la conception de circuits et de la co-optimisation des processus, et que les détails sont décentralisés au niveau du transistor, et pas seulement du simple câblage ». Cela présente l’avantage d’offrir de meilleures performances, avec l’inconvénient de prendre plus de temps et une conception technique plus élevée.
Par exemple, la densité et les performances de la conception normale sont de 95 % et, après optimisation DTCO, elles peuvent atteindre 100 % ou plus, mais cela prend du temps et nécessite une collaboration de conception avec les fournisseurs FAB. Diverses usines de conception de puces peuvent le faire, mais ne le font pas, et Qualcomm en fait parfois. "
Selon les informations dont il dispose, il y avait une version à l’intérieur du Kirin 9000 appelée Hi36B0. **Hi est l’abréviation de Huawei HiSilicon, 36 représente la gamme de produits phares de Kirin et B0 représente la 11e génération. Dans la production en série de cette puce, un nouveau logo est adopté, c’est-à-dire Hi36a0V120 au lieu de « b0 ». Les 2 et 0 dans le « V120 » suivant représentent des changements de version et de petits nombres d’itération d’optimisation (le 1 après V fait référence à la génération de produits sur d’autres puces Huawei, par exemple, la première génération de la puce du téléviseur est V100, et la deuxième génération est V200, mais la signification n’est pas sûre sur la série Hi36 Kirin).
**En plus de cette série de noms de code, le Kirin 9000s a également un nom plus mémorable à l’intérieur, Charlotte, le nom de la ville américaine. **
Bien que la puce Kirin soit connue comme une bête mythique chinoise, le modèle spécifique a toujours été nommé d’après une ville américaine en interne. La génération précédente de Kirin 9000 était Baltimore, 990 pour Phoenix, 985 pour Tucson, 980 pour Atlanta et 970 pour Boston.
En termes de processus, d’après le diagramme MEB (microscope électronique à balayage) du Kirin 9000s obtenu par le département éditorial de Zhiwei, la hauteur de cellule du Kirin 9000s (hauteur de l’unité standard, couramment utilisée pour mesurer le niveau de traitement de la puce) est de 240 nm.
Après le décapage, la carte locale des Kirin 9000 a été agrandie 600 000 fois
En 2020, lorsque TSMC a dévoilé sa solution originale à faible consommation d’énergie et à haute densité de 7 nm, la valeur de la hauteur de cellule était également de 240 nm.
Cela dit, il ne fait aucun doute que le Kirin 9000S de Huawei a atteint le niveau de processus 7 nm. **
Un transistor Kirin 9000S soigneusement agencé après un grossissement de 100 000 fois
Dans le même temps, le département éditorial a obtenu le diagramme de structure physique de la puce du Kirin 9000S, et la structure du Kirin 9000S est très différente de celle de la puce Kirin 9000 de la génération précédente.
Par conséquent, nous pouvons vous dire avec un peu d’excitation ou de fierté ici : **Kirin 9000S est une toute nouvelle puce qui n’est pas modifiée par rapport à l’inventaire Kirin 9000 et qui a atteint un processus avancé de 7 nm. **
Wu Xu a déclaré à Zhiwei que Charlotte a un total de 8 cœurs, qui sont trois clusters (un mode d’arrangement), la distribution est de 1 + 3 + 4, la fréquence principale est jusqu’à plus de 2600 MHz et le GPU est Maleoon 910.
La partie de bande de base 5G de Huawei a toujours été une conception avec deux modules 4G + 5G connectés avec une puce de bande de base Barong au milieu, et cette génération n’utilise pas cette méthode de pontage, mais intègre la 4G et la 5G avec un seul module.
Par rapport au Kirin 9000, l’énorme zone du cluster CPU Charlotte a subi de grands changements, et le bus de cette génération, contrairement à la génération précédente de bus et de cœurs super larges, utilise des bibliothèques de performances, et cette génération n’utilise que des bibliothèques de performances pour les cœurs super larges.
En termes de GPU, le Maliang 910 de Charlotte est un design Cu. Son échelle de conception est légèrement plus petite que celle de la génération précédente, pour environ 4CU deux groupes de cœur ALU, chaque groupe de 128Alus, un total de 2x4x128Alus = 1024Alus, la fréquence est jusqu’à 750Mhz, les performances théoriques sont de 1536Gflops, et le milieu est GPU L2 Cache, qui est d’environ 1MiByte. **En termes de spécifications GPU, ce n’est pas la même chose que le commun IMG/MALI/Adreno/Rdna/Cuda. **
Cependant, comme nous le savons tous, Huawei n’a pas les capacités de fabrication des puces de processus avancées, la question se pose donc :
Dans le cas de plusieurs séries de sanctions, comment Huawei, ou les fabricants chinois, ont-ils fabriqué des puces de 7 nm ? **
Chevalier blanc
Dans le passé, Huawei faisait confiance à TSMC, ** une personne concernée a révélé à Zhiwei qu’à ce moment-là, la haute direction de Huawei avait jugé que la possibilité que TSMC coupe l’approvisionnement était faible. **
D’une part, avant les sanctions, les deux parties sont parvenues à une coopération dans la production des puces Kirin 9000 de processus 5 nm les plus avancées, et sont dans une situation de coopération approfondie continue. D’autre part, la fonderie de puces ancrant une usine de fabrication est également due à des considérations de coût.
« Maintenant, il semble que dans cet environnement, il semble imprudent d’insister pour mettre des œufs dans le même panier, une fois que TSMC aura rejeté le tape-out (production d’essai) de Huawei, il ne sera pas en mesure de poursuivre la production et de passer par le processus suivant », a déclaré la personne concernée à Zhiwei.
En mai 2020, les États-Unis ont intensifié les sanctions, qui ont annoncé des restrictions sur les fabricants utilisant la technologie américaine (comme TSMC) pour les puces de fonderie de Huawei, cette interdiction n’a pas été immédiatement mise en œuvre et les États-Unis ont accordé une période tampon de 120 jours.
Lors de la conférence sur les résultats du 16 juillet 2020, TSMC a choisi de faire un compromis, indiquant qu’après le 14 septembre, TSMC ne continuerait plus à fournir des puces à Huawei.
La réponse de Huawei a été très rapide, et immédiatement après l’émission des sanctions, la décision de produire en masse le Kirin 9000 a été immédiatement prise en interne.
D’une manière générale, HiSilicon a conçu des puces pour passer par plusieurs plaquettes (après la conception, elles sont envoyées à l’usine pour des tests de production d’essai), et un employé du département concerné de Huawei a déclaré à Zhiwei qu’à ce moment-là, la décision du Kirin 9000 devait à l’origine être coulée 3 fois, mais il a rencontré un ordre de sanction après la deuxième fois, donc « la troisième fois n’a pas été investie, et elle a été directement produite en série ». ** Ces puces ont aidé le support de Huawei près de deux ans après une coupe complète.
Le 31 octobre 2020, le département de développement des puces et de la technologie Kirin a tenu une conférence de presse sur le Kirin 9000, dont le thème principal est « Foi ferme, n’abandonnez jamais ». **
Photo reproduite avec l’aimable autorisation de la personne interviewée
Cependant, le Kirin 9000 est une pièce de moins avec une seule, et qui construira la future puce Kirin 9000S ?
2020 est un nœud spécial, les fabricants chinois sont dans un moment de survie non seulement Huawei, mais aussi SMIC.
Cette année, à l’occasion de la fête de la mi-automne, qui coïncidait avec les vacances de la fête nationale, l’ancien employé de SMIC, Xu Qin, et ses collègues de l’équipe ont été soudainement appelés dans l’entreprise, et ils ont reçu la nouvelle choquante que le Bureau de l’industrie et de la sécurité (BIS) du ministère américain du Commerce avait envoyé des lettres à certains des fournisseurs de SMIC conformément aux réglementations américaines en matière de contrôle des importations et des exportations, les obligeant à demander des licences d’exportation avant de fournir à SMIC.
La nouvelle n’a été officiellement publiée par le département américain de la Défense que le 4 décembre, qui a annoncé que quatre entreprises chinoises, dont SMIC, avaient été officiellement ajoutées à la liste des « utilisateurs finaux militaires ».
À cette époque, SMIC était le fabricant de puces le plus susceptible de devenir l’un des fabricants les plus populaires au monde, et s’il ne pouvait pas obtenir d’équipements et de matières premières de pointe à l’étranger, la progression de la croissance de SMIC serait sérieusement ralentie.
La panique de la surprise et le travail d’ajustement d’urgence vont de pair. **"Il demande à tout le monde d’analyser son appareil actuel, et s’il s’arrête ? » Quelle est la solution ? Les pièces, les matières premières, les équipements qui nécessitent que des fabricants étrangers viennent faire du service, pouvez-vous le faire vous-même, combien pouvez-vous faire ? ** Xu Qin se souvient.
** » Le pire plan est de couper complètement et de ne pas communiquer les uns avec les autres. "**
En conséquence, les entreprises américaines concernées interprètent également les informations publiées par le gouvernement américain avec l’équipe juridique, mais les lois et réglementations impliquant des intérêts nationaux ne peuvent être mises en œuvre que par des négociations amicales et immédiates, et ne peuvent pas franchir le bassin du tonnerre d’un demi-pas. Après une courte période de panique, SMIC a constaté que les restrictions se concentraient sur la technologie et l’équipement requis pour les processus haut de gamme, et que le « cou coincé » laissait un souffle. Par conséquent, le rythme de la substitution nationale a été poussé sur la voie rapide.
Cependant, le plus touché est l’équipe de traitement avancé de SMIC, selon des personnes proches de SMIC, **Il y a eu une proposition interne d’acheter d’abord l’équipement de lithographie EUV d’ASML ** (couramment utilisé dans les équipements de traitement 7 nm et inférieurs), tout en développant des technologies de processus connexes.
**Cependant, cette proposition n’a pas été retenue. Parce qu’à cette époque, TSMC et Samsung ont d’abord utilisé la lithographie DUV pour compléter la « version de transition » du processus 7 nm, et ce n’est qu’après avoir accumulé plus d’expérience et atteint une certaine échelle que l’EUV a été introduit. (La précision de la machine de lithographie DUV est inférieure à celle de l’équipement EUV, on pense généralement que le processus « 5nm » est sa limite de fabrication, mais l’industrie utilisera une machine de lithographie EUV autour de 7 nm)
Une autre partie de la raison est que l’équipement est trop cher, le temps de commande est retardé et les livraisons ultérieures sont constamment bloquées, et il n’a pas été livré.
SMIC avait initialement prévu de passer du 28 nm au 20 nm, mais a ensuite décidé en interne d’abandonner le 20 nm et de passer directement au 14 nm, plus avancé. En 2019, le taux de rendement de la production pilote a été rapidement augmenté, passant de 3 % à 95 %, ce qui a permis d’atteindre une production de masse.
Quant à la phase de développement de la puce 7 nm, on peut le voir dans la lettre de décembre 2020 de Mengsong Liang (actuellement co-PDG de SMIC) au conseil d’administration. « Au cours de cette période (2017 ~ 2020), j’ai travaillé dur pour achever le développement de la technologie de 28 nm à 7 nm, soit un total de cinq générations... À l’heure actuelle, les technologies 28 nm, 14 nm, 12 nm et n+1 sont entrées en production de masse, et le développement de la technologie 7 nm a également été achevé, et elle peut immédiatement entrer dans une production de masse risquée en avril de l’année prochaine (2021)... »
Il est intéressant de noter que le temps de production de masse estimé dans la lettre est avril 2021, ce qui est étonnamment cohérent avec le temps de production des Kirin 9000 jugés ci-dessus. **
La nouvelle question est la suivante : quelle technologie SMIC utilise-t-elle en l’absence de machines de lithographie avancées ? Si la production de masse du processus 7 nm se fait sur des puces domestiques, quels problèmes seront rencontrés ?
Tracez des lignes fines avec un pinceau
Nous devons recomprendre la puce, et la puce mince peut en fait avoir jusqu’à une centaine de couches à l’intérieur.
Le processus de la puce consiste d’abord à fabriquer la morphologie du transistor sur la puce de silicium, couche par couche déposée revêtement, empilé la couche métallique supérieure, la couche d’isolation, la couche de passivation, dont le fond est le plus cœur, la partie la plus avancée du processus, le condensateur et le transistor sont ici, appelés le dispositif sous-jacent. Généralement, la puce nanométrique à laquelle nous nous référons fait référence à la partie inférieure du transistor.
En dessous de 28 nanomètres, en raison de l’effet tunnel quantique grave, il y aura des fuites, et le transistor planaire ne peut pas répondre aux exigences d’utilisation, et la grille doit être enveloppée comme une nageoire de poisson pour fabriquer FinFET, c’est-à-dire « transistor à effet de champ d’ailerons ». En parlant de cela, cette innovation est venue du professeur Hu Zhengming, un scientifique chinois et ancien directeur de la technologie de TSMC.
À l’heure actuelle, le transistor stéréoscopique est en fait difficile à quantifier avec la longueur, pour voir quel niveau de processus il atteint, c’est-à-dire communément appelé quelques nanomètres, en fonction de multiples indicateurs techniques, tels que les portes des transistors, l’espacement minimum entre les ailettes (pas d’ailette), la hauteur de la cellule et la densité de transistors (combien de transistors peuvent être logés par millimètre sur la puce).
La machine de lithographie par immersion DUV 193 nm à la pointe de la technologie peut fournir une résolution d’un demi-cycle de 36 ~ 40 nm, répondant aux exigences des nœuds de technologie logique de 28 nm. Plus petite que cette taille, une double ou même plusieurs lithographie est nécessaire.
Le cœur de la technologie de lithographie multiple consiste à diviser la couche originale de lithographie en deux masques ou plus, et à utiliser la lithographie et la gravure multiples pour réaliser la couche originale de conception du motif, de sorte qu’elle puisse graver plus d’un CD d’exposition unique (la dimension critique fait référence à la conception d’un motif de ligne spécial reflétant la largeur de ligne caractéristique du circuit intégré afin d’évaluer et de contrôler la précision du traitement graphique du processus dans le processus de fabrication de photomasques et de lithographie de circuits intégrés).
La double exposition est largement utilisée aux nœuds technologiques de 22 nm, 20 nm, 16 nm et 14 nm, ainsi qu’à la fabrication avancée de couches non critiques. Mais après que la technologie de la machine de lithographie EUV ait mûri, TSMC et Samsung ont progressivement utilisé la machine de lithographie EUV, qui est une voie technique complètement différente, une seule exposition peut obtenir l’effet.
SMIC veut atteindre 7 nm sans machine de lithographie EUV, ce qui peut être considéré comme utilisant une « vieille machine à technologie » pour atteindre des objectifs avancés, ce qui est un peu comme sculpter avec un pilon en fer. **En 2019, TSMC a produit des puces de nœud 7 nm (N7) grâce à des équipements DUV, puis a commencé à utiliser des machines de lithographie EUV.
Il existe de nombreuses voies techniques pour réaliser une lithographie double voire multiple, telles que le procédé LFLE, le procédé LELE, le procédé LELELE, le SADP, la technologie SAQP, etc.
Il a déjà été rapporté que Huawei pourrait utiliser la technologie dite « d’empilement de puces » pour obtenir l’effet de puces de 7 nm avec deux puces de 14 nm. Mais une personne qui comprend le processus de la puce a dit à Zhiwei que c’est peu probable, ** » Généralement, ce processus est utilisé pour la technologie d’emballage 3D HBM (mémoire à large bande passante), pas un problème 14 + 14 = 7, pour résoudre la conception du routage, la consommation d’énergie, la zone et d’autres problèmes entre les deux chipsets sont extrêmement difficiles, et il est complètement irréaliste à utiliser dans les puces de téléphone portable. "**
Une personne concernée a déclaré à Zhiwei que SMIC avait adopté la voie de la technologie SAQP pour réaliser le processus 7 nm.
Une autre personne proche de SMIC a révélé que lorsque Liang Mengsong a rejoint SMIC en 2017, il a demandé à tous les techniciens du département dont il était responsable d’apprendre la technologie SAQP, « les nouveaux ingénieurs doivent faire des heures supplémentaires pour apprendre cette technologie ». "**
Alors, qu’est-ce que la technologie SAQP ?
Le nom chinois de SAQP est « quadruple exposition auto-alignée », et son principe de mise en œuvre est simple et populaire :
(1) Dessinez d’abord le « treillis » à l’aide d’une machine de lithographie, puis utilisez une machine à graver le « treillis » ;
(2) Revêtement de dépôt chimique en phase vapeur sur le treillis gravé ;
(3) Le revêtement sur le plan horizontal est enlevé par la technologie de gravure, à ce moment-là, nous obtenons une « paroi latérale » composée d’un film mince ;
(4) un autre cycle de gravure, de sorte que l’on obtienne un « treillis » plus dense composé des parois latérales du film ;
(5) Revêtement de dépôt chimique en phase vapeur à nouveau ;
(6) Utiliser la technologie de gravure pour enlever le revêtement sur le plan horizontal ;
(7) Graver à nouveau pour obtenir un « treillis » plus crypté ;
(8) Sous le bloc du treillis, continuez à graver vers le bas ;
(9) Retirez le treillis enduit, en laissant le « treillis » qui est vraiment nécessaire.
Zhiwei a également rendu un GIF pour que tout le monde puisse mieux comprendre :
Jusqu’à présent, nous avons utilisé la technologie de gravure pour tracer des lignes fines avec seulement un « pinceau » très épais tel qu’une machine de lithographie DUV.
En fait, quelle que soit la théorie technique mentionnée ci-dessus, elle existe depuis de nombreuses années, mais dans la sélection technique et la sélection des nœuds du processus, la courbe d’apprentissage sera extrêmement importante, car chaque étape nécessite beaucoup d’argent et de main-d’œuvre.
Et la capacité de SMIC à accomplir une chose aussi difficile, en plus du personnel technique clé, peut être liée à sa culture d’entreprise.
Xu Qin estime que « l’obéissance, l’exécution forte et le pragmatisme absolu au niveau technique » ont créé SMIC, qui a une histoire de plus de 20 ans.
** » Après avoir clarifié les objectifs de R&D, elle est axée sur les résultats, mise en œuvre à 100% et plus respectueuse des personnes qui font les choses. ** Selon ses observations, le changement de personnel a peu d’impact sur la recherche et le développement des différents projets de l’entreprise, couplé à une forte exécution, afin que l’entreprise puisse avoir un bon développement.
** Zhiwei a appris l’existence d’une rumeur non confirmée de l’industrie selon laquelle l’équipe des processus avancés de SMIC avait été en congé toute l’année pendant trois années consécutives, avec un seul jour de congé le jour du Nouvel An. **
Du point de vue des résultats, selon le nœud temporel de la technologie avancée passée, SMIC a mis 3 ans pour compléter la route des autres constructeurs pendant 10 ans. **
Combinaison, rendement, succès ou échec d’un seul coup
Des personnes concernées ont révélé à Zhiwei qu’après que Charlotte ait établi le projet, la fonderie d’origine a été définie comme SMIC, et que c’était la seule solution possible, lorsque Huawei était en train d’être entouré de technologie, et que les puces avancées achetées à TSMC étaient sur le point d’être épuisées, et que les importations de matériaux étaient également entravées.
Il convient de mentionner que lors du développement de la puce Kirin 9000, Huawei avait une puce dans SMIC, « mais elle n’était pas allumée, mais la prochaine génération (9000) l’est », a déclaré un employé de SMIC. **
Sous la pression des sanctions, l’américanisation bat son plein au sein de Huawei. ** » Non seulement les logiciels techniques A, les logiciels de bureau, les logiciels professionnels sont les mêmes, ne le faites pas vous-même, et enfin les produits et technologies américains sortent complètement du flux de travail ** Un ancien employé a mentionné qu’à ce moment-là, le service de communication de Huawei a directement mis pied à terre pour redémontrer la faisabilité.
Puisqu’il est impossible de juger de l’ampleur du durcissement des restrictions, il est prioritaire d’achever la production de masse de Charlotte dans les plus brefs délais. La première étape de la coopération est la migration et l’appariement des processus, qui sont souvent négligés.
D’une manière générale, dans le processus avancé, le schéma de conception et chaque fonderie, il y a aussi un processus d’adaptation, TSMC, Samsung et d’autres fonderies de processus avancés ont une équipe spéciale pour « l’adaptation au transcodage », mais ** » SMIC n’avait pas une telle équipe de migration de règles de conception à ce moment-là, Huawei avait envoyé une équipe pour adapter le processus « ** Les personnes concernées ont déclaré que l’ensemble du processus a pris environ 3 ~ 6 mois.
Après cela, le rendement devient la clé.
Dans le domaine des semi-conducteurs, le rendement est lié au coût de production de masse des puces, et plus il y a de puces de qualité qualifiée sur chaque plaquette, plus le coût de la puce est faible. Le rendement final est composé du produit de chaque processus, même si nous supposons que chaque processus sur une ligne de fabrication est aussi élevé que 99%, puis après 500 processus, le rendement global n’est que de 0,66%, et le résultat est complètement gaspillé. En général, le rendement peut être subdivisé en rendement de plaquette (plaquette de silicium), rendement de la matrice et rendement de l’emballage, et le rendement de la matrice a un impact plus important sur le rendement total.
Des personnes concernées ont déclaré à Zhiwei que le rendement de Charlotte est d’environ 35% lorsqu’il s’agit d’une production de masse à risque**, et qu’en général, il est nécessaire d’atteindre une production de masse d’au moins 50%, mais c’est aussi le double du coût du processus qui peut atteindre plus de 90%.
Zhiwei a également appris que cette année, une usine d’emballage a reçu une commande de chips Charlotte**, l’usine a atteint une capacité de production mensuelle de 4 millions de pièces au cours des derniers mois. **
En ce qui concerne le rendement total réel maintenant, nous ne le savons pas, car il est fortement lié au coût de la puce, qui est généralement considéré comme un secret par les fabricants.
Cependant, le personnel concerné a révélé à Zhiwei que le rendement de Charlotte a atteint environ 50 % à 60 % au début de la production de masse formelle, et que la hausse du rendement par la suite est également considérable, ce qui peut soutenir sa production à grande échelle avec des coûts contrôlables. **
Vous pouvez donc voir les nouvelles : Huawei vise à expédier 60 à 70 millions de smartphones en 2024.
En 2022, les livraisons de smartphones de Huawei ne seront que d’environ 30 millions.
À ce stade, peut-être pouvons-nous pousser un long soupir de soulagement et dire :
** Le bateau léger a traversé les Dix Mille Montagnes Lourdes. **
Post-scriptum
Le succès des Kirin 9000 est peut-être une étape importante dans la localisation des puces, mais il ne s’agit que d’une victoire progressive sur la longue route. **
Un praticien de l’industrie des semi-conducteurs a dit avec inquiétude à Zhiwei qu’après que les résultats aient été présentés, on s’attend à ce que les futures sanctions soient plus violentes, et ce succès est de « respirer » dans l’espace limité sous les sanctions, ** » coincé dans le cou cette chose, cette fois elle est coincée ici, la prochaine fois ? La prochaine fois, vous irez peut-être plus loin. **
En écrivant cet article, Zhiwei a vraiment senti que les percées en matière d’innovation technologique sont davantage le résultat d’opérations collaboratives, et lorsqu’une crise tire parti de l’industrie, il est impossible de simplement juger s’il s’agit d’une catastrophe ou d’une chance de mourir. Beaucoup de pratiquants ont une « croyance » inexplicable. À leurs yeux, tant que l’objectif est déterminé, pragmatique et coordonné, il n’y a rien qui ne puisse être accompli.
Nous avons pensé, c’est à peu près comme ça que ça s’appelle :
**La foi peut déplacer des montagnes. **
La prochaine génération de puces, nom de code « Nashville », est en route. **
( À la demande des personnes interviewées, les noms des personnes mentionnées dans l’article sont des pseudonymes )