Những ngày cuối tháng 8/2023, Lưu Diệp rõ ràng cảm thấy bầu không khí của bộ phận chip đã trở nên hơi khác một chút.
Các đồng nghiệp bắt đầu hét lên rằng lần này họ sẽ trở lại mạnh mẽ và bầu không khí lạc quan lan tỏa khắp Huawei.
Khoảnh khắc sôi sục của tất cả nhân viên bước vào cao điểm vào buổi trưa ngày 29 và Liu Ye nhận thấy rằng vòng tròn bạn bè hiếm khi bị đồng nghiệp gạt đi - Huawei đã ra mắt điện thoại di động hàng đầu mới Mate 60 pro tại cửa hàng chính thức của mình mà không cần cảnh báo.
Và điều mọi người quan tâm nhất là: Kirin 9000s được trang bị ** Mate 60 pro ra đời như thế nào? **
Nó sẽ sớm là sinh nhật của Kirin 9000, và trước đó, chúng tôi muốn kể cho bạn câu chuyện về chip thế hệ tiếp theo Kirin 9000S, đó là một câu chuyện đầy cảm hứng.
Cuối cùng, bộ phận biên tập đã tìm thấy những người liên quan đến ngành công nghiệp bán dẫn, cựu nhân viên của Huawei và những người từ các doanh nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn trong chuỗi cung ứng, hy vọng sẽ nhận được một số câu trả lời và cảm ơn họ đã chia sẻ thẳng thắn nhất có thể trong phạm vi hạn chế, để chúng ta có thể có cái nhìn chính xác nhất về con đường phát triển của ngành công nghiệp chip trong ba năm qua càng tốt.
Trong số đó, Zhiwei cảm thấy rằng không chỉ Huawei, mà toàn bộ chuỗi ngành công nghiệp đang làm việc cùng nhau vì một mục tiêu chung để hoàn thành kết quả này.
Tên mã, Charlotte
Trên thực tế, kể từ khi ra mắt dự án Kirin, nhiều con chip đã được so le và phát triển.
Ví dụ, Kirin 920 và Kirin 910 được phát triển và phân phối gần như song song, và phương pháp này được gọi là "chế độ xoắn khăn". **
Sau đó, theo thông lệ, khi Kirin 9000 được sản xuất hàng loạt vào năm 2020, sẽ có những dự án mới song song đang được phát triển.
Wu Xu, một người có liên quan trong ngành công nghiệp chip được Zhiwei liên hệ, đã tháo rời Huawei Mate60 Pro mua vào ngày 30/8 và tháo vỏ chip.
Ngoài việc quan sát và phân tích cấu trúc bên trong của chip, Decap còn được thực hiện để tìm ngày sản xuất hàng loạt thực sự của Kirin 9000s. Trước đây, có tin đồn trên Internet rằng "2035CN" trên vỏ chip thể hiện rằng chip được sản xuất vào tuần thứ 35 của năm 2020, nhưng ông tin rằng thông tin này có ít giá trị tham khảo, ** giống như một loại "ngụy trang" khó hiểu. **
Wu Xu đã nhận được mã đặc biệt "2017" sau khi ngâm và khuếch đại, và sau nhiều lần xác minh, anh ta tin rằng **Đây là ngày TO (tape-out), nghĩa là ngày của bước cuối cùng của thiết kế mạch tích hợp (IC) hoặc bảng mạch in (PCB) **, nói chung, con số này xuất hiện trong lớp thứ 13 ~ 15 của lớp kim loại chip.
**Và "2017" có nghĩa là, tuần 17 của năm 2020. **
Nói chung, chip sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt 100 ~ 200 ngày sau khi hoàn thiện, vì vậy người này tin rằng ngày sản xuất thực sự của Kirin 9000S trong tay mình là: đầu năm 2021. **
Trước khi sản xuất hàng loạt, chip trải qua bốn giai đoạn, giai đoạn thiết kế, giai đoạn phát triển, giai đoạn sản xuất thử nghiệm và giai đoạn sản xuất hàng loạt. Tape-out thường là mắt xích quan trọng nhất và đốt tiền trong sản xuất chip, và một số nhà máy sản xuất chip đã ước tính rằng một băng ra khỏi quy trình 7nm có giá 30 triệu USD. Quá trình này kéo dài ít nhất ba tháng (bao gồm chuẩn bị nguyên liệu, in thạch bản, pha tạp, mạ điện, đóng gói và thử nghiệm) và trải qua hơn 1.000 quy trình, với chu kỳ sản xuất dài.
** Kết hợp với thời gian ra băng và ngày sản xuất chip, người này đánh giá rằng Kirin 9000s được thành lập ít nhất không muộn hơn năm 2020 và mục đích không được sản xuất tại TSMC ngay từ đầu. **
Một nhân viên khác của Huawei xác nhận với Zhiwei rằng thời gian sản xuất của Kirin 9000s là khoảng một năm rưỡi, ** thời gian "khoảng cuối 19 năm", và một số năng lượng đã được dành cho giai đoạn thiết kế.
Người này nói rằng HiSilicon khác với các nhà máy thiết kế chip khác ở chỗ "về cơ bản họ sẽ làm DTCO (thiết kế mạch và đồng tối ưu hóa quy trình), và các chi tiết được phân cấp đến cấp độ bóng bán dẫn, không chỉ là hệ thống dây điện đơn giản". Điều này có lợi thế là hiệu suất tốt hơn, với nhược điểm là mất nhiều thời gian hơn và thiết kế kỹ thuật cao hơn.
Ví dụ, mật độ và hiệu suất của thiết kế thông thường là 95% và sau khi tối ưu hóa DTCO, nó có thể đạt 100% hoặc tốt hơn, nhưng tốn thời gian và đòi hỏi sự hợp tác thiết kế với các nhà cung cấp FAB. Các nhà máy thiết kế chip khác nhau có thể làm điều đó, nhưng về cơ bản không làm điều đó, và Qualcomm đôi khi làm một số. "
Theo thông tin mà nó có, có một phiên bản bên trong Kirin 9000s được gọi là Hi36B0. **Xin chào là viết tắt của Huawei HiSilicon, 36 đại diện cho dòng sản phẩm chủ lực của Kirin và B0 là viết tắt của thế hệ thứ 11. Trong quá trình sản xuất hàng loạt chip này, một logo mới được thông qua, đó là Hi36a0V120 thay vì "b0". 2 và 0 trong "V120" sau đây đại diện cho các thay đổi phiên bản và số lần lặp tối ưu hóa nhỏ (1 sau V đề cập đến thế hệ sản phẩm trên các chip Huawei khác, ví dụ: thế hệ chip đầu tiên của TV là V100 và thế hệ thứ hai là V200, nhưng ý nghĩa không chắc chắn trên dòng Hi36 Kirin).
**Ngoài chuỗi tên mã này, Kirin 9000s còn có một cái tên đáng nhớ hơn bên trong, Charlotte, tên của thành phố Mỹ. **
Mặc dù chip Kirin được biết đến như một con thú thần thoại Trung Quốc, nhưng mô hình cụ thể này luôn được đặt theo tên của một thành phố của Mỹ trong nội bộ. Kirin 9000 thế hệ trước là Baltimore, 990 cho Phoenix, 985 cho Tucson, 980 cho Atlanta và 970 cho Boston.
Về quy trình, từ sơ đồ SEM (kính hiển vi điện tử quét) của Kirin 9000s do bộ phận biên tập Zhiwei thu được, Chiều cao tế bào của Kirin 9000s (chiều cao đơn vị tiêu chuẩn, thường được sử dụng để đo mức quy trình chip) là 240nm.
Sau khi ngâm, bản đồ địa phương của Kirin 9000s đã được phóng đại 600.000 lần
Vào năm 2020, khi TSMC tiết lộ giải pháp mật độ cao và năng lượng thấp 7nm ban đầu, giá trị Chiều cao tế bào cũng là 240nm.
Điều đó nói rằng, không còn nghi ngờ gì nữa, Kirin 9000S của Huawei đã đạt đến mức quy trình 7nm. **
Một bóng bán dẫn Kirin 9000S được sắp xếp gọn gàng sau khi phóng đại 100.000 lần
Đồng thời, bộ phận biên tập đã thu được sơ đồ cấu trúc vật lý chip của Kirin 9000S, và cấu trúc của Kirin 9000S rất khác so với chip thế hệ trước Kirin 9000.
Do đó, chúng tôi có thể nói với bạn với một chút phấn khích hoặc tự hào ở đây: ** Kirin 9000S là một con chip hoàn toàn mới không được sửa đổi từ kho Kirin 9000 và đã đạt quy trình tiên tiến 7nm. **
Wu Xu nói với Zhiwei rằng Charlotte có tổng cộng 8 lõi, đó là ba cụm (một cách sắp xếp), phân phối là 1 + 3 + 4, tần số chính lên đến hơn 2600MHz và GPU là Maleoon 910.
Phần băng tần cơ sở 5G của Huawei luôn được thiết kế với hai mô-đun 4G + 5G được kết nối với chip băng tần cơ sở Barong ở giữa và thế hệ này không sử dụng phương pháp bắc cầu này mà tích hợp 4G và 5G với một mô-đun.
So với Kirin 9000, diện tích khổng lồ của Charlotte CPU Cluster đã trải qua những thay đổi lớn, và bus của thế hệ này, không giống như thế hệ bus và lõi siêu lớn trước đây, sử dụng thư viện hiệu năng và thế hệ này chỉ sử dụng thư viện hiệu năng cho các lõi siêu lớn.
Về GPU, Maliang 910 của Charlotte là một thiết kế Cu. Quy mô thiết kế của nó nhỏ hơn một chút so với thế hệ trước, cho khoảng 4CU hai nhóm ALU Core, mỗi nhóm 128Alus, tổng cộng 2x4x128Alus = 1024Alus, tần số lên tới 750Mhz, hiệu suất lý thuyết là 1536Gflops và ở giữa là GPU L2 Cache, khoảng 1MiByte. ** Về thông số kỹ thuật GPU, nó không giống với IMG / Mali / Adreno / Rdna / Cuda thông thường. **
Tuy nhiên, như chúng ta đã biết, Huawei không có khả năng sản xuất chip quy trình tiên tiến, vì vậy câu hỏi đặt ra:
Trong trường hợp có nhiều vòng trừng phạt, Huawei, hoặc các nhà sản xuất Trung Quốc, đã sản xuất chip 7nm như thế nào? **
Kỵ sĩ trắng
Trong quá khứ, Huawei đã tin tưởng TSMC, ** một người có liên quan tiết lộ với Zhiwei rằng vào thời điểm đó, quản lý cấp cao của Huawei đã đánh giá rằng khả năng TSMC cắt nguồn cung là thấp. **
Một mặt, trước các lệnh trừng phạt, hai bên đã đạt được hợp tác sản xuất chip Kirin 9000 quy trình 5nm tiên tiến nhất và đang trong tình trạng hợp tác liên tục đi vào chiều sâu. Mặt khác, xưởng đúc chip neo đậu một nhà máy sản xuất cũng là do cân nhắc chi phí.
"Bây giờ có vẻ như trong môi trường đó, có vẻ không khôn ngoan khi khăng khăng đặt trứng vào một giỏ, một khi TSMC từ chối sản xuất thử nghiệm của Huawei, họ sẽ không thể tiếp tục sản xuất và trải qua quá trình sau", người có liên quan nói với Zhiwei.
Vào tháng 5/2020, Mỹ đã leo thang các biện pháp trừng phạt, trong đó tuyên bố hạn chế các nhà sản xuất sử dụng công nghệ Mỹ (như TSMC) đối với chip đúc Huawei, lệnh cấm này không được thực hiện ngay lập tức và Mỹ đã đưa ra thời gian đệm 120 ngày.
Tại hội nghị kết quả ngày 16/7/2020, TSMC đã chọn cách thỏa hiệp, cho thấy sau ngày 14/9, TSMC sẽ không còn tiếp tục cung cấp chip cho Huawei nữa.
Phản ứng của Huawei rất nhanh chóng và ngay sau khi các lệnh trừng phạt được ban hành, quyết định sản xuất hàng loạt Kirin 9000 đã ngay lập tức được ban hành nội bộ.
Nói chung, HiSilicon đã thiết kế chip để đi qua nhiều tấm wafer (sau khi thiết kế, chúng được gửi đến nhà máy để thử nghiệm sản xuất thử nghiệm) và một nhân viên của bộ phận liên quan của Huawei nói với Zhiwei rằng ** Vào thời điểm đó, quyết định của Kirin 9000 ban đầu được đúc 3 lần, nhưng nó đã gặp phải lệnh xử phạt sau lần thứ hai, vì vậy "lần thứ ba không được đầu tư, và nó được sản xuất hàng loạt trực tiếp". ** Những con chip này đã giúp Huawei hỗ trợ gần hai năm sau khi cắt giảm hoàn toàn.
Vào ngày 31 tháng 10 năm 2020, Bộ phận Phát triển Công nghệ và Chip Kirin đã tổ chức một cuộc họp báo Kirin 9000, chủ đề cốt lõi là ** "Niềm tin vững chắc, không bao giờ bỏ cuộc". **
Ảnh: người được phỏng vấn
Tuy nhiên, Kirin 9000 là một mảnh ít hơn với một, và ai sẽ xây dựng chip tương lai Kirin 9000S?
Năm 2020 là một nút đặc biệt, các nhà sản xuất Trung Quốc đang ở trong thời điểm sống sót không chỉ Huawei, mà cả SMIC.
Tết Trung thu năm nay, trùng với kỳ nghỉ lễ Quốc khánh, cựu nhân viên SMIC Xu Qin và các đồng nghiệp trong nhóm của anh bất ngờ được gọi đến công ty và họ nhận được tin sốc rằng Cục Công nghiệp và An ninh (BIS) của Bộ Thương mại Hoa Kỳ đã gửi thư cho một số nhà cung cấp của SMIC theo quy định kiểm soát xuất nhập khẩu của Hoa Kỳ, yêu cầu họ phải xin giấy phép xuất khẩu trước khi cung cấp cho SMIC.
Thông tin này chỉ được Bộ Quốc phòng Mỹ công bố chính thức vào ngày 4/12, thông báo rằng 4 công ty Trung Quốc, bao gồm SMIC, đã chính thức được thêm vào danh sách "người dùng cuối quân sự".
Vào thời điểm đó, SMIC là nhà sản xuất chip Trung Quốc đại lục có nhiều khả năng trở thành một trong những nhà sản xuất phổ biến nhất thế giới và nếu không thể có được thiết bị và nguyên liệu tiên tiến từ nước ngoài, tiến độ tăng trưởng của SMIC sẽ bị chậm lại nghiêm trọng.
Sự hoảng loạn của sự bất ngờ và công việc điều chỉnh khẩn cấp đi đôi với nhau. ** "Nó yêu cầu mọi người phân tích thiết bị hiện tại của họ, nếu nó dừng lại thì sao?" Giải pháp là gì? Phụ tùng, nguyên liệu, thiết bị cần nhà sản xuất nước ngoài đến làm dịch vụ, bạn có thể tự làm được không, bạn có thể làm được bao nhiêu? ** Từ Tần nhớ lại.
" Kế hoạch tồi tệ nhất là cắt hoàn toàn và không liên lạc với nhau. "
Tương ứng, các công ty Mỹ có liên quan cũng đang giải thích thông tin do chính phủ Mỹ công bố với nhóm pháp lý, nhưng luật pháp và quy định liên quan đến lợi ích quốc gia chỉ có thể được thực hiện thông qua đàm phán thân thiện và ngay lập tức, và không thể vượt qua nửa bước. Sau một thời gian ngắn hoảng loạn, SMIC nhận thấy rằng những hạn chế tập trung vào công nghệ và thiết bị cần thiết cho các quy trình cao cấp, và "cổ bị mắc kẹt" đã để lại một hơi thở. Do đó, tốc độ thay người trong nước đã được đẩy vào làn đường nhanh.
Tuy nhiên, bị ảnh hưởng nhiều nhất là nhóm quy trình tiên tiến của SMIC, theo những người thân cận với SMIC, ** Đã có một đề xuất nội bộ để mua thiết bị in thạch bản EUV của ASML ** (thường được sử dụng trong thiết bị xử lý 7nm trở xuống) trước, đồng thời phát triển các công nghệ xử lý liên quan.
**Tuy nhiên, đề xuất này đã không được chấp nhận. **Bởi vì vào thời điểm đó, cả TSMC và Samsung lần đầu tiên sử dụng kỹ thuật in thạch bản DUV để hoàn thành "phiên bản chuyển tiếp" của tiến trình 7nm, và chỉ sau khi tích lũy thêm kinh nghiệm và đạt đến một quy mô nhất định, EUV mới được giới thiệu. (Độ chính xác của máy in thạch bản DUV thấp hơn thiết bị EUV, người ta thường tin rằng quy trình "5nm" là giới hạn sản xuất của nó, nhưng ngành công nghiệp sẽ sử dụng máy in thạch bản EUV khoảng 7nm)
Một phần lý do khác là thiết bị quá đắt, thời gian đặt hàng bị trì hoãn và các lần giao hàng tiếp theo liên tục bị kẹt và chưa được giao.
SMIC ban đầu dự định diễu hành từ 28nm lên 20nm, nhưng sau đó nội bộ đã quyết định từ bỏ 20nm và chuyển thẳng sang 14nm tiên tiến hơn. Năm 2019, tỷ lệ năng suất sản xuất thí điểm đã nhanh chóng tăng từ 3% lên 95%, đạt được sản xuất hàng loạt.
Đối với giai đoạn phát triển của chip 7nm, chúng ta có thể thấy điều đó trong bức thư tháng 12/2020 của Mengsong Liang (hiện là đồng CEO của SMIC) gửi ban giám đốc. "Trong giai đoạn này (2017 ~ 2020), tôi đã làm việc chăm chỉ để hoàn thành việc phát triển công nghệ từ 28nm lên 7nm, tổng cộng 5 thế hệ... Hiện tại, các công nghệ 28nm, 14nm, 12nm và n + 1 đã được đưa vào sản xuất hàng loạt và việc phát triển công nghệ **7nm cũng đã được hoàn thành và nó có thể ngay lập tức đi vào sản xuất hàng loạt đầy rủi ro vào tháng 4 năm sau (2021) ** ..."
Điều thú vị là thời gian sản xuất hàng loạt rủi ro ước tính trong bức thư là tháng 4 năm 2021, phù hợp một cách đáng ngạc nhiên với thời gian sản xuất của những chiếc Kirin 9000 được đánh giá ở trên. **
Câu hỏi mới là, SMIC sử dụng công nghệ nào trong trường hợp không có máy in thạch bản tiên tiến? Nếu việc sản xuất hàng loạt quy trình 7nm là trên chip nội địa, sẽ gặp phải những vấn đề gì?
** Vẽ các đường mỏng bằng cọ **
Chúng ta cần phải hiểu lại về con chip, và con chip mỏng thực sự có thể có tới một trăm lớp bên trong.
Quá trình chip trước tiên là tạo ra hình thái bóng bán dẫn trên chip silicon, lớp phủ lắng đọng từng lớp, chồng chất lớp kim loại phía trên, lớp cách ly, lớp thụ động, trong đó đáy là lõi nhất, phần tiên tiến nhất của quy trình, tụ điện và bóng bán dẫn ở đây, được gọi là thiết bị cơ bản. Nói chung, chip nanomet mà chúng ta đề cập đến đề cập đến phần bóng bán dẫn đáy.
Dưới 28 nanomet, do hiệu ứng đường hầm lượng tử nghiêm trọng, sẽ có rò rỉ và bóng bán dẫn phẳng không thể đáp ứng yêu cầu sử dụng, và cổng phải được bọc lại như vây cá để tạo ra FinFET, nghĩa là "bóng bán dẫn hiệu ứng trường vây". Nói về điều này, sự đổi mới này đến từ Giáo sư Hu Zhengming, một nhà khoa học Trung Quốc và cựu giám đốc công nghệ của TSMC.
Tại thời điểm này, bóng bán dẫn lập thể thực sự khó định lượng theo chiều dài, để xem nó đạt đến mức độ xử lý nào, nghĩa là thường được gọi là vài nanomet, tùy thuộc vào nhiều chỉ số kỹ thuật, chẳng hạn như cổng bóng bán dẫn, khoảng cách tối thiểu giữa các vây (Fin Pitch), Chiều cao tế bào và mật độ bóng bán dẫn (có bao nhiêu bóng bán dẫn có thể được chứa trên mỗi milimet trên chip).
Máy in thạch bản ngâm DUV 193nm hiện đại có thể cung cấp độ phân giải nửa chu kỳ 36 ~ 40nm, đáp ứng các yêu cầu của các nút công nghệ logic 28nm. Nhỏ hơn kích thước này, cần in thạch bản đôi hoặc thậm chí nhiều.
Cốt lõi của nhiều công nghệ in thạch bản là chia lớp in thạch bản ban đầu thành hai hoặc nhiều mặt nạ, và sử dụng nhiều kỹ thuật in thạch bản và khắc để nhận ra lớp thiết kế ban đầu của mẫu, để nó có thể khắc nhiều hơn một đĩa CD phơi sáng duy nhất (Kích thước tới hạn, đề cập đến việc thiết kế một mẫu đường đặc biệt phản ánh chiều rộng dòng đặc trưng của mạch tích hợp để đánh giá và kiểm soát độ chính xác xử lý đồ họa của quy trình trong quá trình sản xuất photomask mạch tích hợp và in thạch bản).
Phơi sáng kép được sử dụng rộng rãi ở các nút công nghệ 22nm, 20nm, 16nm và 14nm cũng như chế tạo lớp không quan trọng theo quy trình tiên tiến. Nhưng sau khi công nghệ máy in thạch bản EUV trưởng thành, TSMC và Samsung dần sử dụng máy in thạch bản EUV, đây là một con đường kỹ thuật hoàn toàn khác, chỉ một lần phơi sáng mới có thể đạt được hiệu quả.
SMIC muốn đạt được tiến trình 7nm mà không cần máy in thạch bản EUV, có thể nói là sử dụng "máy cũ công nghệ cũ" để đạt được các mục tiêu tiên tiến, điều này hơi giống như chạm khắc bằng chày sắt. **Năm 2019, TSMC sản xuất chip nút 7nm (N7) thông qua thiết bị DUV, sau đó bắt đầu sử dụng máy in thạch bản EUV.
Có nhiều lộ trình kỹ thuật để đạt được kỹ thuật in thạch bản gấp đôi hoặc thậm chí nhiều lần, chẳng hạn như quy trình LFLE, quy trình LELE, quy trình LEELE, công nghệ SADP, SAQP, v.v.
Trước đây đã có báo cáo rằng Huawei có thể sử dụng cái gọi là công nghệ "xếp chồng chip" để đạt được hiệu quả của chip 7nm với hai chip 14nm. Nhưng một người hiểu quy trình chip nói với Zhiwei rằng điều này là không thể, " Nói chung, quá trình này được sử dụng cho công nghệ đóng gói 3D HBM (bộ nhớ băng thông cao), không phải là vấn đề 14 + 14 = 7, để giải quyết thiết kế định tuyến, tiêu thụ năng lượng, diện tích và các vấn đề khác giữa hai chipset là cực kỳ khó khăn và hoàn toàn không thực tế khi sử dụng trong chip điện thoại di động. "
Một người có liên quan nói với Zhiwei rằng SMIC đã áp dụng lộ trình công nghệ SAQP để thực hiện quy trình 7nm.
Một người khác thân cận với SMIC tiết lộ rằng khi Liang Mengsong gia nhập SMIC vào năm 2017, anh đã yêu cầu tất cả các kỹ thuật viên trong bộ phận mà anh phụ trách phải học công nghệ SAQP, "Các kỹ sư mới phải làm thêm giờ để học công nghệ này". "**
Vậy công nghệ SAQP là gì?
Tên tiếng Trung của SAQP là "phơi nhiễm bốn lần tự liên kết", và nguyên tắc thực hiện của nó rất đơn giản và phổ biến:
(1) Đầu tiên vẽ "lưới" bằng máy in thạch bản, sau đó sử dụng máy khắc để khắc "lưới";
(2) Lớp phủ lắng đọng hơi hóa học trên mạng khắc;
(3) Lớp phủ trên mặt phẳng nằm ngang được loại bỏ bằng công nghệ khắc, tại thời điểm đó chúng ta có được một "thành bên" bao gồm một màng mỏng;
(4) một vòng khắc khác, để chúng ta có được một "lưới" dày đặc hơn bao gồm các bức tường bên của bộ phim;
(5) Lớp phủ lắng đọng hơi hóa học một lần nữa;
(6) Sử dụng công nghệ khắc để loại bỏ lớp phủ trên mặt phẳng nằm ngang;
(7) Khắc một lần nữa để có được một "lưới" được mã hóa nhiều hơn;
(8) Dưới khối lưới, tiếp tục khắc xuống dưới;
(9) Loại bỏ mạng tinh thể tráng, để lại "lưới" thực sự cần thiết.
Zhiwei cũng hiển thị một GIF để mọi người hiểu rõ hơn:
Cho đến nay, chúng tôi đã sử dụng công nghệ khắc để vẽ các đường mỏng chỉ bằng một "bàn chải" rất dày như máy in thạch bản DUV.
Trên thực tế, cho dù lý thuyết kỹ thuật nào được đề cập ở trên, nó đã tồn tại trong nhiều năm, nhưng trong việc lựa chọn kỹ thuật và lựa chọn nút của quy trình, đường cong học tập sẽ vô cùng quan trọng, bởi vì mỗi bước đòi hỏi rất nhiều tiền và nhân lực.
Và khả năng của SMIC để thực hiện một điều khó khăn như vậy, ngoài nhân viên kỹ thuật chủ chốt, có thể liên quan đến văn hóa doanh nghiệp của nó.
Xu Qin tin rằng "sự vâng lời, thực thi mạnh mẽ và chủ nghĩa thực dụng tuyệt đối ở cấp độ kỹ thuật" đã tạo ra SMIC, có lịch sử hơn 20 năm.
**" Sau khi làm rõ các mục tiêu R &D, nó được định hướng kết quả, thực hiện 100% và tôn trọng hơn những người làm việc. ** Theo quan sát của ông, việc thay đổi nhân sự ít ảnh hưởng đến việc nghiên cứu và phát triển các dự án khác nhau của công ty, cùng với việc thực hiện mạnh mẽ, để công ty có thể có sự phát triển tốt.
** Zhiwei biết về một tin đồn chưa được xác nhận trong ngành rằng nhóm quy trình tiên tiến của SMIC đã được nghỉ quanh năm trong ba năm liên tiếp, chỉ có một ngày nghỉ vào ngày đầu năm mới. **
Từ quan điểm kết quả, theo nút thời gian của công nghệ tiên tiến trong quá khứ, **SMIC đã mất 3 năm để hoàn thành con đường của các nhà sản xuất khác trong 10 năm. **
** Kết hợp, năng suất, thành công hay thất bại trong một cú trượt ngã **
Những người liên quan tiết lộ với Zhiwei rằng sau khi Charlotte thành lập dự án, xưởng đúc ban đầu được đặt là SMIC và đây là giải pháp khả thi duy nhất, khi Huawei đang trong giai đoạn bị bao vây bởi công nghệ, và các chip tiên tiến mua từ TSMC sắp cạn kiệt, và việc nhập khẩu nguyên liệu cũng bị cản trở.
Điều đáng nói là trong quá trình phát triển chip Kirin 9000, Huawei đã có một con chip trong SMIC, "nhưng sau đó nó không được bật, nhưng thế hệ tiếp theo (những năm 9000) thì có", một nhân viên SMIC đề cập. **
Dưới áp lực của các lệnh trừng phạt, de-A (Mỹ hóa) đang phát triển mạnh mẽ trong Huawei. **" Không chỉ kỹ thuật A, phần mềm văn phòng, phần mềm chuyên nghiệp cũng vậy, đừng tự làm, cuối cùng đến Mỹ sản phẩm và công nghệ hoàn toàn thoát khỏi quy trình làm việc ** Một cựu nhân viên cho biết vào thời điểm đó, bộ phận truyền thông của Huawei đã trực tiếp tháo dỡ để chứng minh lại tính khả thi.
Vì không thể đánh giá mức độ của các hạn chế thắt chặt, ưu tiên hàng đầu là hoàn thành việc sản xuất hàng loạt Charlotte trong thời gian ngắn nhất có thể. Bước đầu tiên trong hợp tác là quá trình di chuyển và kết hợp, thường bị bỏ qua.
Nói chung, trong quy trình tiên tiến, sơ đồ thiết kế và mỗi xưởng đúc cũng có một quá trình thích ứng, TSMC, Samsung và các xưởng đúc quy trình tiên tiến khác có một đội ngũ đặc biệt để "chuyển mã thích ứng", nhưng " SMIC không có nhóm di chuyển quy tắc thiết kế như vậy vào thời điểm đó, Huawei đã cử một nhóm để điều chỉnh quy trình " Những người có liên quan nói rằng toàn bộ quá trình mất khoảng 3 ~ 6 tháng.
Sau đó, năng suất trở thành chìa khóa.
Trong lĩnh vực bán dẫn, năng suất có liên quan đến chi phí sản xuất hàng loạt chip và chip chất lượng càng cao trên mỗi tấm wafer thì giá thành của chip càng thấp. Năng suất cuối cùng bao gồm sản phẩm của từng quy trình, ngay cả khi chúng ta giả định rằng mỗi quy trình trên dây chuyền fab cao tới 99%, thì sau 500 quy trình, năng suất tổng thể chỉ là 0,66% và kết quả là hoàn toàn lãng phí. Nói chung, năng suất có thể được chia nhỏ thành năng suất Wafer (tấm silicon), năng suất khuôn và năng suất gói, và năng suất Die có tác động lớn hơn đến tổng sản lượng.
Những người có liên quan nói với Zhiwei rằng năng suất của Charlotte là khoảng 35% khi nó ** sản xuất hàng loạt rủi ro **, và nói chung, cần phải đạt được sản xuất hàng loạt ít nhất 50%, nhưng điều này cũng gấp đôi chi phí quy trình có thể đạt hơn 90%.
Zhiwei cũng biết rằng năm nay, một nhà máy sản xuất bao bì đã nhận được đơn đặt hàng chip Charlotte, ** nhà máy đã đạt công suất sản xuất hàng tháng là 4 triệu chiếc trong những tháng gần đây. **
Đối với tổng sản lượng thực sự hiện nay, chúng tôi không biết, bởi vì nó liên quan chặt chẽ đến chi phí của chip, thường được các nhà sản xuất coi là bí mật.
Tuy nhiên, các nhân viên liên quan tiết lộ với Zhiwei rằng năng suất của Charlotte đã đạt khoảng 50% -60% trong giai đoạn đầu sản xuất hàng loạt chính thức và năng suất tăng sau đó cũng rất đáng kể, có thể hỗ trợ sản xuất quy mô lớn với chi phí có thể kiểm soát được. **
Vì vậy, bạn có thể xem tin tức: Huawei đặt mục tiêu xuất xưởng 60-70 triệu điện thoại thông minh vào năm 2024.
Năm 2022, các lô hàng điện thoại thông minh của Huawei sẽ chỉ khoảng 30 triệu.
Lúc này, có lẽ chúng ta có thể thở phào nhẹ nhõm và nói:
** Thuyền nhẹ đã vượt qua Vạn Sơn Nặng. **
Tái bút
Thành công của Kirin 9000s có thể là một cột mốc quan trọng trong việc nội địa hóa chip, nhưng đây chỉ là một chiến thắng theo từng giai đoạn trên con đường dài. **
Một chuyên gia ngành công nghiệp bán dẫn lo lắng nói với Zhiwei rằng sau khi kết quả được hiển thị, dự kiến các biện pháp trừng phạt trong tương lai sẽ bạo lực hơn, và thành công này là "thở" trong không gian hạn chế dưới các lệnh trừng phạt, **" mắc kẹt trong cổ thứ này, lần này nó bị mắc kẹt ở đây, lần sau? Lần sau ngươi có thể tiến sâu hơn." **
Khi thực hiện bài viết này, Zhiwei thực sự cảm thấy rằng những đột phá đổi mới công nghệ là kết quả của các hoạt động hợp tác và khi một cuộc khủng hoảng thúc đẩy ngành công nghiệp, không thể đơn giản đánh giá liệu đây là thảm họa hay cơ hội chết. Nhiều học viên có một "niềm tin" không thể giải thích được. Trong mắt họ, miễn là mục tiêu được xác định và thực dụng và phối hợp, không có gì là không thể hoàn thành.
Chúng tôi nghĩ, đây đại khái là những gì nó được gọi là:
** Đức tin có thể dời núi. **
Thế hệ chip tiếp theo, có tên mã là "Nashville", đang trên đường ra mắt. **
( Theo yêu cầu của người được phỏng vấn, tên của những người được đề cập trong bài viết là bút danh )
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
1000 ngày đối với chip Huawei
Viết bởi: Rick
Những ngày cuối tháng 8/2023, Lưu Diệp rõ ràng cảm thấy bầu không khí của bộ phận chip đã trở nên hơi khác một chút.
Các đồng nghiệp bắt đầu hét lên rằng lần này họ sẽ trở lại mạnh mẽ và bầu không khí lạc quan lan tỏa khắp Huawei.
Khoảnh khắc sôi sục của tất cả nhân viên bước vào cao điểm vào buổi trưa ngày 29 và Liu Ye nhận thấy rằng vòng tròn bạn bè hiếm khi bị đồng nghiệp gạt đi - Huawei đã ra mắt điện thoại di động hàng đầu mới Mate 60 pro tại cửa hàng chính thức của mình mà không cần cảnh báo.
Và điều mọi người quan tâm nhất là: Kirin 9000s được trang bị ** Mate 60 pro ra đời như thế nào? **
Nó sẽ sớm là sinh nhật của Kirin 9000, và trước đó, chúng tôi muốn kể cho bạn câu chuyện về chip thế hệ tiếp theo Kirin 9000S, đó là một câu chuyện đầy cảm hứng.
Cuối cùng, bộ phận biên tập đã tìm thấy những người liên quan đến ngành công nghiệp bán dẫn, cựu nhân viên của Huawei và những người từ các doanh nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn trong chuỗi cung ứng, hy vọng sẽ nhận được một số câu trả lời và cảm ơn họ đã chia sẻ thẳng thắn nhất có thể trong phạm vi hạn chế, để chúng ta có thể có cái nhìn chính xác nhất về con đường phát triển của ngành công nghiệp chip trong ba năm qua càng tốt.
Trong số đó, Zhiwei cảm thấy rằng không chỉ Huawei, mà toàn bộ chuỗi ngành công nghiệp đang làm việc cùng nhau vì một mục tiêu chung để hoàn thành kết quả này.
Tên mã, Charlotte
Trên thực tế, kể từ khi ra mắt dự án Kirin, nhiều con chip đã được so le và phát triển.
Ví dụ, Kirin 920 và Kirin 910 được phát triển và phân phối gần như song song, và phương pháp này được gọi là "chế độ xoắn khăn". **
Sau đó, theo thông lệ, khi Kirin 9000 được sản xuất hàng loạt vào năm 2020, sẽ có những dự án mới song song đang được phát triển.
Wu Xu, một người có liên quan trong ngành công nghiệp chip được Zhiwei liên hệ, đã tháo rời Huawei Mate60 Pro mua vào ngày 30/8 và tháo vỏ chip.
Ngoài việc quan sát và phân tích cấu trúc bên trong của chip, Decap còn được thực hiện để tìm ngày sản xuất hàng loạt thực sự của Kirin 9000s. Trước đây, có tin đồn trên Internet rằng "2035CN" trên vỏ chip thể hiện rằng chip được sản xuất vào tuần thứ 35 của năm 2020, nhưng ông tin rằng thông tin này có ít giá trị tham khảo, ** giống như một loại "ngụy trang" khó hiểu. **
Wu Xu đã nhận được mã đặc biệt "2017" sau khi ngâm và khuếch đại, và sau nhiều lần xác minh, anh ta tin rằng **Đây là ngày TO (tape-out), nghĩa là ngày của bước cuối cùng của thiết kế mạch tích hợp (IC) hoặc bảng mạch in (PCB) **, nói chung, con số này xuất hiện trong lớp thứ 13 ~ 15 của lớp kim loại chip.
**Và "2017" có nghĩa là, tuần 17 của năm 2020. **
Nói chung, chip sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt 100 ~ 200 ngày sau khi hoàn thiện, vì vậy người này tin rằng ngày sản xuất thực sự của Kirin 9000S trong tay mình là: đầu năm 2021. **
Trước khi sản xuất hàng loạt, chip trải qua bốn giai đoạn, giai đoạn thiết kế, giai đoạn phát triển, giai đoạn sản xuất thử nghiệm và giai đoạn sản xuất hàng loạt. Tape-out thường là mắt xích quan trọng nhất và đốt tiền trong sản xuất chip, và một số nhà máy sản xuất chip đã ước tính rằng một băng ra khỏi quy trình 7nm có giá 30 triệu USD. Quá trình này kéo dài ít nhất ba tháng (bao gồm chuẩn bị nguyên liệu, in thạch bản, pha tạp, mạ điện, đóng gói và thử nghiệm) và trải qua hơn 1.000 quy trình, với chu kỳ sản xuất dài.
** Kết hợp với thời gian ra băng và ngày sản xuất chip, người này đánh giá rằng Kirin 9000s được thành lập ít nhất không muộn hơn năm 2020 và mục đích không được sản xuất tại TSMC ngay từ đầu. **
Một nhân viên khác của Huawei xác nhận với Zhiwei rằng thời gian sản xuất của Kirin 9000s là khoảng một năm rưỡi, ** thời gian "khoảng cuối 19 năm", và một số năng lượng đã được dành cho giai đoạn thiết kế.
Người này nói rằng HiSilicon khác với các nhà máy thiết kế chip khác ở chỗ "về cơ bản họ sẽ làm DTCO (thiết kế mạch và đồng tối ưu hóa quy trình), và các chi tiết được phân cấp đến cấp độ bóng bán dẫn, không chỉ là hệ thống dây điện đơn giản". Điều này có lợi thế là hiệu suất tốt hơn, với nhược điểm là mất nhiều thời gian hơn và thiết kế kỹ thuật cao hơn.
Ví dụ, mật độ và hiệu suất của thiết kế thông thường là 95% và sau khi tối ưu hóa DTCO, nó có thể đạt 100% hoặc tốt hơn, nhưng tốn thời gian và đòi hỏi sự hợp tác thiết kế với các nhà cung cấp FAB. Các nhà máy thiết kế chip khác nhau có thể làm điều đó, nhưng về cơ bản không làm điều đó, và Qualcomm đôi khi làm một số. "
Theo thông tin mà nó có, có một phiên bản bên trong Kirin 9000s được gọi là Hi36B0. **Xin chào là viết tắt của Huawei HiSilicon, 36 đại diện cho dòng sản phẩm chủ lực của Kirin và B0 là viết tắt của thế hệ thứ 11. Trong quá trình sản xuất hàng loạt chip này, một logo mới được thông qua, đó là Hi36a0V120 thay vì "b0". 2 và 0 trong "V120" sau đây đại diện cho các thay đổi phiên bản và số lần lặp tối ưu hóa nhỏ (1 sau V đề cập đến thế hệ sản phẩm trên các chip Huawei khác, ví dụ: thế hệ chip đầu tiên của TV là V100 và thế hệ thứ hai là V200, nhưng ý nghĩa không chắc chắn trên dòng Hi36 Kirin).
**Ngoài chuỗi tên mã này, Kirin 9000s còn có một cái tên đáng nhớ hơn bên trong, Charlotte, tên của thành phố Mỹ. **
Mặc dù chip Kirin được biết đến như một con thú thần thoại Trung Quốc, nhưng mô hình cụ thể này luôn được đặt theo tên của một thành phố của Mỹ trong nội bộ. Kirin 9000 thế hệ trước là Baltimore, 990 cho Phoenix, 985 cho Tucson, 980 cho Atlanta và 970 cho Boston.
Về quy trình, từ sơ đồ SEM (kính hiển vi điện tử quét) của Kirin 9000s do bộ phận biên tập Zhiwei thu được, Chiều cao tế bào của Kirin 9000s (chiều cao đơn vị tiêu chuẩn, thường được sử dụng để đo mức quy trình chip) là 240nm.
Sau khi ngâm, bản đồ địa phương của Kirin 9000s đã được phóng đại 600.000 lần
Vào năm 2020, khi TSMC tiết lộ giải pháp mật độ cao và năng lượng thấp 7nm ban đầu, giá trị Chiều cao tế bào cũng là 240nm.
Điều đó nói rằng, không còn nghi ngờ gì nữa, Kirin 9000S của Huawei đã đạt đến mức quy trình 7nm. **
Một bóng bán dẫn Kirin 9000S được sắp xếp gọn gàng sau khi phóng đại 100.000 lần
Đồng thời, bộ phận biên tập đã thu được sơ đồ cấu trúc vật lý chip của Kirin 9000S, và cấu trúc của Kirin 9000S rất khác so với chip thế hệ trước Kirin 9000.
Do đó, chúng tôi có thể nói với bạn với một chút phấn khích hoặc tự hào ở đây: ** Kirin 9000S là một con chip hoàn toàn mới không được sửa đổi từ kho Kirin 9000 và đã đạt quy trình tiên tiến 7nm. **
Wu Xu nói với Zhiwei rằng Charlotte có tổng cộng 8 lõi, đó là ba cụm (một cách sắp xếp), phân phối là 1 + 3 + 4, tần số chính lên đến hơn 2600MHz và GPU là Maleoon 910.
Phần băng tần cơ sở 5G của Huawei luôn được thiết kế với hai mô-đun 4G + 5G được kết nối với chip băng tần cơ sở Barong ở giữa và thế hệ này không sử dụng phương pháp bắc cầu này mà tích hợp 4G và 5G với một mô-đun.
So với Kirin 9000, diện tích khổng lồ của Charlotte CPU Cluster đã trải qua những thay đổi lớn, và bus của thế hệ này, không giống như thế hệ bus và lõi siêu lớn trước đây, sử dụng thư viện hiệu năng và thế hệ này chỉ sử dụng thư viện hiệu năng cho các lõi siêu lớn.
Về GPU, Maliang 910 của Charlotte là một thiết kế Cu. Quy mô thiết kế của nó nhỏ hơn một chút so với thế hệ trước, cho khoảng 4CU hai nhóm ALU Core, mỗi nhóm 128Alus, tổng cộng 2x4x128Alus = 1024Alus, tần số lên tới 750Mhz, hiệu suất lý thuyết là 1536Gflops và ở giữa là GPU L2 Cache, khoảng 1MiByte. ** Về thông số kỹ thuật GPU, nó không giống với IMG / Mali / Adreno / Rdna / Cuda thông thường. **
Tuy nhiên, như chúng ta đã biết, Huawei không có khả năng sản xuất chip quy trình tiên tiến, vì vậy câu hỏi đặt ra:
Trong trường hợp có nhiều vòng trừng phạt, Huawei, hoặc các nhà sản xuất Trung Quốc, đã sản xuất chip 7nm như thế nào? **
Kỵ sĩ trắng
Trong quá khứ, Huawei đã tin tưởng TSMC, ** một người có liên quan tiết lộ với Zhiwei rằng vào thời điểm đó, quản lý cấp cao của Huawei đã đánh giá rằng khả năng TSMC cắt nguồn cung là thấp. **
Một mặt, trước các lệnh trừng phạt, hai bên đã đạt được hợp tác sản xuất chip Kirin 9000 quy trình 5nm tiên tiến nhất và đang trong tình trạng hợp tác liên tục đi vào chiều sâu. Mặt khác, xưởng đúc chip neo đậu một nhà máy sản xuất cũng là do cân nhắc chi phí.
"Bây giờ có vẻ như trong môi trường đó, có vẻ không khôn ngoan khi khăng khăng đặt trứng vào một giỏ, một khi TSMC từ chối sản xuất thử nghiệm của Huawei, họ sẽ không thể tiếp tục sản xuất và trải qua quá trình sau", người có liên quan nói với Zhiwei.
Vào tháng 5/2020, Mỹ đã leo thang các biện pháp trừng phạt, trong đó tuyên bố hạn chế các nhà sản xuất sử dụng công nghệ Mỹ (như TSMC) đối với chip đúc Huawei, lệnh cấm này không được thực hiện ngay lập tức và Mỹ đã đưa ra thời gian đệm 120 ngày.
Tại hội nghị kết quả ngày 16/7/2020, TSMC đã chọn cách thỏa hiệp, cho thấy sau ngày 14/9, TSMC sẽ không còn tiếp tục cung cấp chip cho Huawei nữa.
Phản ứng của Huawei rất nhanh chóng và ngay sau khi các lệnh trừng phạt được ban hành, quyết định sản xuất hàng loạt Kirin 9000 đã ngay lập tức được ban hành nội bộ.
Nói chung, HiSilicon đã thiết kế chip để đi qua nhiều tấm wafer (sau khi thiết kế, chúng được gửi đến nhà máy để thử nghiệm sản xuất thử nghiệm) và một nhân viên của bộ phận liên quan của Huawei nói với Zhiwei rằng ** Vào thời điểm đó, quyết định của Kirin 9000 ban đầu được đúc 3 lần, nhưng nó đã gặp phải lệnh xử phạt sau lần thứ hai, vì vậy "lần thứ ba không được đầu tư, và nó được sản xuất hàng loạt trực tiếp". ** Những con chip này đã giúp Huawei hỗ trợ gần hai năm sau khi cắt giảm hoàn toàn.
Vào ngày 31 tháng 10 năm 2020, Bộ phận Phát triển Công nghệ và Chip Kirin đã tổ chức một cuộc họp báo Kirin 9000, chủ đề cốt lõi là ** "Niềm tin vững chắc, không bao giờ bỏ cuộc". **
Ảnh: người được phỏng vấn
Tuy nhiên, Kirin 9000 là một mảnh ít hơn với một, và ai sẽ xây dựng chip tương lai Kirin 9000S?
Năm 2020 là một nút đặc biệt, các nhà sản xuất Trung Quốc đang ở trong thời điểm sống sót không chỉ Huawei, mà cả SMIC.
Tết Trung thu năm nay, trùng với kỳ nghỉ lễ Quốc khánh, cựu nhân viên SMIC Xu Qin và các đồng nghiệp trong nhóm của anh bất ngờ được gọi đến công ty và họ nhận được tin sốc rằng Cục Công nghiệp và An ninh (BIS) của Bộ Thương mại Hoa Kỳ đã gửi thư cho một số nhà cung cấp của SMIC theo quy định kiểm soát xuất nhập khẩu của Hoa Kỳ, yêu cầu họ phải xin giấy phép xuất khẩu trước khi cung cấp cho SMIC.
Thông tin này chỉ được Bộ Quốc phòng Mỹ công bố chính thức vào ngày 4/12, thông báo rằng 4 công ty Trung Quốc, bao gồm SMIC, đã chính thức được thêm vào danh sách "người dùng cuối quân sự".
Vào thời điểm đó, SMIC là nhà sản xuất chip Trung Quốc đại lục có nhiều khả năng trở thành một trong những nhà sản xuất phổ biến nhất thế giới và nếu không thể có được thiết bị và nguyên liệu tiên tiến từ nước ngoài, tiến độ tăng trưởng của SMIC sẽ bị chậm lại nghiêm trọng.
Sự hoảng loạn của sự bất ngờ và công việc điều chỉnh khẩn cấp đi đôi với nhau. ** "Nó yêu cầu mọi người phân tích thiết bị hiện tại của họ, nếu nó dừng lại thì sao?" Giải pháp là gì? Phụ tùng, nguyên liệu, thiết bị cần nhà sản xuất nước ngoài đến làm dịch vụ, bạn có thể tự làm được không, bạn có thể làm được bao nhiêu? ** Từ Tần nhớ lại.
" Kế hoạch tồi tệ nhất là cắt hoàn toàn và không liên lạc với nhau. "
Tương ứng, các công ty Mỹ có liên quan cũng đang giải thích thông tin do chính phủ Mỹ công bố với nhóm pháp lý, nhưng luật pháp và quy định liên quan đến lợi ích quốc gia chỉ có thể được thực hiện thông qua đàm phán thân thiện và ngay lập tức, và không thể vượt qua nửa bước. Sau một thời gian ngắn hoảng loạn, SMIC nhận thấy rằng những hạn chế tập trung vào công nghệ và thiết bị cần thiết cho các quy trình cao cấp, và "cổ bị mắc kẹt" đã để lại một hơi thở. Do đó, tốc độ thay người trong nước đã được đẩy vào làn đường nhanh.
Tuy nhiên, bị ảnh hưởng nhiều nhất là nhóm quy trình tiên tiến của SMIC, theo những người thân cận với SMIC, ** Đã có một đề xuất nội bộ để mua thiết bị in thạch bản EUV của ASML ** (thường được sử dụng trong thiết bị xử lý 7nm trở xuống) trước, đồng thời phát triển các công nghệ xử lý liên quan.
**Tuy nhiên, đề xuất này đã không được chấp nhận. **Bởi vì vào thời điểm đó, cả TSMC và Samsung lần đầu tiên sử dụng kỹ thuật in thạch bản DUV để hoàn thành "phiên bản chuyển tiếp" của tiến trình 7nm, và chỉ sau khi tích lũy thêm kinh nghiệm và đạt đến một quy mô nhất định, EUV mới được giới thiệu. (Độ chính xác của máy in thạch bản DUV thấp hơn thiết bị EUV, người ta thường tin rằng quy trình "5nm" là giới hạn sản xuất của nó, nhưng ngành công nghiệp sẽ sử dụng máy in thạch bản EUV khoảng 7nm)
Một phần lý do khác là thiết bị quá đắt, thời gian đặt hàng bị trì hoãn và các lần giao hàng tiếp theo liên tục bị kẹt và chưa được giao.
SMIC ban đầu dự định diễu hành từ 28nm lên 20nm, nhưng sau đó nội bộ đã quyết định từ bỏ 20nm và chuyển thẳng sang 14nm tiên tiến hơn. Năm 2019, tỷ lệ năng suất sản xuất thí điểm đã nhanh chóng tăng từ 3% lên 95%, đạt được sản xuất hàng loạt.
Đối với giai đoạn phát triển của chip 7nm, chúng ta có thể thấy điều đó trong bức thư tháng 12/2020 của Mengsong Liang (hiện là đồng CEO của SMIC) gửi ban giám đốc. "Trong giai đoạn này (2017 ~ 2020), tôi đã làm việc chăm chỉ để hoàn thành việc phát triển công nghệ từ 28nm lên 7nm, tổng cộng 5 thế hệ... Hiện tại, các công nghệ 28nm, 14nm, 12nm và n + 1 đã được đưa vào sản xuất hàng loạt và việc phát triển công nghệ **7nm cũng đã được hoàn thành và nó có thể ngay lập tức đi vào sản xuất hàng loạt đầy rủi ro vào tháng 4 năm sau (2021) ** ..."
Điều thú vị là thời gian sản xuất hàng loạt rủi ro ước tính trong bức thư là tháng 4 năm 2021, phù hợp một cách đáng ngạc nhiên với thời gian sản xuất của những chiếc Kirin 9000 được đánh giá ở trên. **
Câu hỏi mới là, SMIC sử dụng công nghệ nào trong trường hợp không có máy in thạch bản tiên tiến? Nếu việc sản xuất hàng loạt quy trình 7nm là trên chip nội địa, sẽ gặp phải những vấn đề gì?
** Vẽ các đường mỏng bằng cọ **
Chúng ta cần phải hiểu lại về con chip, và con chip mỏng thực sự có thể có tới một trăm lớp bên trong.
Quá trình chip trước tiên là tạo ra hình thái bóng bán dẫn trên chip silicon, lớp phủ lắng đọng từng lớp, chồng chất lớp kim loại phía trên, lớp cách ly, lớp thụ động, trong đó đáy là lõi nhất, phần tiên tiến nhất của quy trình, tụ điện và bóng bán dẫn ở đây, được gọi là thiết bị cơ bản. Nói chung, chip nanomet mà chúng ta đề cập đến đề cập đến phần bóng bán dẫn đáy.
Dưới 28 nanomet, do hiệu ứng đường hầm lượng tử nghiêm trọng, sẽ có rò rỉ và bóng bán dẫn phẳng không thể đáp ứng yêu cầu sử dụng, và cổng phải được bọc lại như vây cá để tạo ra FinFET, nghĩa là "bóng bán dẫn hiệu ứng trường vây". Nói về điều này, sự đổi mới này đến từ Giáo sư Hu Zhengming, một nhà khoa học Trung Quốc và cựu giám đốc công nghệ của TSMC.
Tại thời điểm này, bóng bán dẫn lập thể thực sự khó định lượng theo chiều dài, để xem nó đạt đến mức độ xử lý nào, nghĩa là thường được gọi là vài nanomet, tùy thuộc vào nhiều chỉ số kỹ thuật, chẳng hạn như cổng bóng bán dẫn, khoảng cách tối thiểu giữa các vây (Fin Pitch), Chiều cao tế bào và mật độ bóng bán dẫn (có bao nhiêu bóng bán dẫn có thể được chứa trên mỗi milimet trên chip).
Máy in thạch bản ngâm DUV 193nm hiện đại có thể cung cấp độ phân giải nửa chu kỳ 36 ~ 40nm, đáp ứng các yêu cầu của các nút công nghệ logic 28nm. Nhỏ hơn kích thước này, cần in thạch bản đôi hoặc thậm chí nhiều.
Cốt lõi của nhiều công nghệ in thạch bản là chia lớp in thạch bản ban đầu thành hai hoặc nhiều mặt nạ, và sử dụng nhiều kỹ thuật in thạch bản và khắc để nhận ra lớp thiết kế ban đầu của mẫu, để nó có thể khắc nhiều hơn một đĩa CD phơi sáng duy nhất (Kích thước tới hạn, đề cập đến việc thiết kế một mẫu đường đặc biệt phản ánh chiều rộng dòng đặc trưng của mạch tích hợp để đánh giá và kiểm soát độ chính xác xử lý đồ họa của quy trình trong quá trình sản xuất photomask mạch tích hợp và in thạch bản).
Phơi sáng kép được sử dụng rộng rãi ở các nút công nghệ 22nm, 20nm, 16nm và 14nm cũng như chế tạo lớp không quan trọng theo quy trình tiên tiến. Nhưng sau khi công nghệ máy in thạch bản EUV trưởng thành, TSMC và Samsung dần sử dụng máy in thạch bản EUV, đây là một con đường kỹ thuật hoàn toàn khác, chỉ một lần phơi sáng mới có thể đạt được hiệu quả.
SMIC muốn đạt được tiến trình 7nm mà không cần máy in thạch bản EUV, có thể nói là sử dụng "máy cũ công nghệ cũ" để đạt được các mục tiêu tiên tiến, điều này hơi giống như chạm khắc bằng chày sắt. **Năm 2019, TSMC sản xuất chip nút 7nm (N7) thông qua thiết bị DUV, sau đó bắt đầu sử dụng máy in thạch bản EUV.
Có nhiều lộ trình kỹ thuật để đạt được kỹ thuật in thạch bản gấp đôi hoặc thậm chí nhiều lần, chẳng hạn như quy trình LFLE, quy trình LELE, quy trình LEELE, công nghệ SADP, SAQP, v.v.
Trước đây đã có báo cáo rằng Huawei có thể sử dụng cái gọi là công nghệ "xếp chồng chip" để đạt được hiệu quả của chip 7nm với hai chip 14nm. Nhưng một người hiểu quy trình chip nói với Zhiwei rằng điều này là không thể, " Nói chung, quá trình này được sử dụng cho công nghệ đóng gói 3D HBM (bộ nhớ băng thông cao), không phải là vấn đề 14 + 14 = 7, để giải quyết thiết kế định tuyến, tiêu thụ năng lượng, diện tích và các vấn đề khác giữa hai chipset là cực kỳ khó khăn và hoàn toàn không thực tế khi sử dụng trong chip điện thoại di động. "
Một người có liên quan nói với Zhiwei rằng SMIC đã áp dụng lộ trình công nghệ SAQP để thực hiện quy trình 7nm.
Một người khác thân cận với SMIC tiết lộ rằng khi Liang Mengsong gia nhập SMIC vào năm 2017, anh đã yêu cầu tất cả các kỹ thuật viên trong bộ phận mà anh phụ trách phải học công nghệ SAQP, "Các kỹ sư mới phải làm thêm giờ để học công nghệ này". "**
Vậy công nghệ SAQP là gì?
Tên tiếng Trung của SAQP là "phơi nhiễm bốn lần tự liên kết", và nguyên tắc thực hiện của nó rất đơn giản và phổ biến:
(1) Đầu tiên vẽ "lưới" bằng máy in thạch bản, sau đó sử dụng máy khắc để khắc "lưới";
(2) Lớp phủ lắng đọng hơi hóa học trên mạng khắc;
(3) Lớp phủ trên mặt phẳng nằm ngang được loại bỏ bằng công nghệ khắc, tại thời điểm đó chúng ta có được một "thành bên" bao gồm một màng mỏng;
(4) một vòng khắc khác, để chúng ta có được một "lưới" dày đặc hơn bao gồm các bức tường bên của bộ phim;
(5) Lớp phủ lắng đọng hơi hóa học một lần nữa;
(6) Sử dụng công nghệ khắc để loại bỏ lớp phủ trên mặt phẳng nằm ngang;
(7) Khắc một lần nữa để có được một "lưới" được mã hóa nhiều hơn;
(8) Dưới khối lưới, tiếp tục khắc xuống dưới;
(9) Loại bỏ mạng tinh thể tráng, để lại "lưới" thực sự cần thiết.
Zhiwei cũng hiển thị một GIF để mọi người hiểu rõ hơn:
Cho đến nay, chúng tôi đã sử dụng công nghệ khắc để vẽ các đường mỏng chỉ bằng một "bàn chải" rất dày như máy in thạch bản DUV.
Trên thực tế, cho dù lý thuyết kỹ thuật nào được đề cập ở trên, nó đã tồn tại trong nhiều năm, nhưng trong việc lựa chọn kỹ thuật và lựa chọn nút của quy trình, đường cong học tập sẽ vô cùng quan trọng, bởi vì mỗi bước đòi hỏi rất nhiều tiền và nhân lực.
Và khả năng của SMIC để thực hiện một điều khó khăn như vậy, ngoài nhân viên kỹ thuật chủ chốt, có thể liên quan đến văn hóa doanh nghiệp của nó.
Xu Qin tin rằng "sự vâng lời, thực thi mạnh mẽ và chủ nghĩa thực dụng tuyệt đối ở cấp độ kỹ thuật" đã tạo ra SMIC, có lịch sử hơn 20 năm.
**" Sau khi làm rõ các mục tiêu R &D, nó được định hướng kết quả, thực hiện 100% và tôn trọng hơn những người làm việc. ** Theo quan sát của ông, việc thay đổi nhân sự ít ảnh hưởng đến việc nghiên cứu và phát triển các dự án khác nhau của công ty, cùng với việc thực hiện mạnh mẽ, để công ty có thể có sự phát triển tốt.
** Zhiwei biết về một tin đồn chưa được xác nhận trong ngành rằng nhóm quy trình tiên tiến của SMIC đã được nghỉ quanh năm trong ba năm liên tiếp, chỉ có một ngày nghỉ vào ngày đầu năm mới. **
Từ quan điểm kết quả, theo nút thời gian của công nghệ tiên tiến trong quá khứ, **SMIC đã mất 3 năm để hoàn thành con đường của các nhà sản xuất khác trong 10 năm. **
** Kết hợp, năng suất, thành công hay thất bại trong một cú trượt ngã **
Những người liên quan tiết lộ với Zhiwei rằng sau khi Charlotte thành lập dự án, xưởng đúc ban đầu được đặt là SMIC và đây là giải pháp khả thi duy nhất, khi Huawei đang trong giai đoạn bị bao vây bởi công nghệ, và các chip tiên tiến mua từ TSMC sắp cạn kiệt, và việc nhập khẩu nguyên liệu cũng bị cản trở.
Điều đáng nói là trong quá trình phát triển chip Kirin 9000, Huawei đã có một con chip trong SMIC, "nhưng sau đó nó không được bật, nhưng thế hệ tiếp theo (những năm 9000) thì có", một nhân viên SMIC đề cập. **
Dưới áp lực của các lệnh trừng phạt, de-A (Mỹ hóa) đang phát triển mạnh mẽ trong Huawei. **" Không chỉ kỹ thuật A, phần mềm văn phòng, phần mềm chuyên nghiệp cũng vậy, đừng tự làm, cuối cùng đến Mỹ sản phẩm và công nghệ hoàn toàn thoát khỏi quy trình làm việc ** Một cựu nhân viên cho biết vào thời điểm đó, bộ phận truyền thông của Huawei đã trực tiếp tháo dỡ để chứng minh lại tính khả thi.
Vì không thể đánh giá mức độ của các hạn chế thắt chặt, ưu tiên hàng đầu là hoàn thành việc sản xuất hàng loạt Charlotte trong thời gian ngắn nhất có thể. Bước đầu tiên trong hợp tác là quá trình di chuyển và kết hợp, thường bị bỏ qua.
Nói chung, trong quy trình tiên tiến, sơ đồ thiết kế và mỗi xưởng đúc cũng có một quá trình thích ứng, TSMC, Samsung và các xưởng đúc quy trình tiên tiến khác có một đội ngũ đặc biệt để "chuyển mã thích ứng", nhưng " SMIC không có nhóm di chuyển quy tắc thiết kế như vậy vào thời điểm đó, Huawei đã cử một nhóm để điều chỉnh quy trình " Những người có liên quan nói rằng toàn bộ quá trình mất khoảng 3 ~ 6 tháng.
Sau đó, năng suất trở thành chìa khóa.
Trong lĩnh vực bán dẫn, năng suất có liên quan đến chi phí sản xuất hàng loạt chip và chip chất lượng càng cao trên mỗi tấm wafer thì giá thành của chip càng thấp. Năng suất cuối cùng bao gồm sản phẩm của từng quy trình, ngay cả khi chúng ta giả định rằng mỗi quy trình trên dây chuyền fab cao tới 99%, thì sau 500 quy trình, năng suất tổng thể chỉ là 0,66% và kết quả là hoàn toàn lãng phí. Nói chung, năng suất có thể được chia nhỏ thành năng suất Wafer (tấm silicon), năng suất khuôn và năng suất gói, và năng suất Die có tác động lớn hơn đến tổng sản lượng.
Những người có liên quan nói với Zhiwei rằng năng suất của Charlotte là khoảng 35% khi nó ** sản xuất hàng loạt rủi ro **, và nói chung, cần phải đạt được sản xuất hàng loạt ít nhất 50%, nhưng điều này cũng gấp đôi chi phí quy trình có thể đạt hơn 90%.
Zhiwei cũng biết rằng năm nay, một nhà máy sản xuất bao bì đã nhận được đơn đặt hàng chip Charlotte, ** nhà máy đã đạt công suất sản xuất hàng tháng là 4 triệu chiếc trong những tháng gần đây. **
Đối với tổng sản lượng thực sự hiện nay, chúng tôi không biết, bởi vì nó liên quan chặt chẽ đến chi phí của chip, thường được các nhà sản xuất coi là bí mật.
Tuy nhiên, các nhân viên liên quan tiết lộ với Zhiwei rằng năng suất của Charlotte đã đạt khoảng 50% -60% trong giai đoạn đầu sản xuất hàng loạt chính thức và năng suất tăng sau đó cũng rất đáng kể, có thể hỗ trợ sản xuất quy mô lớn với chi phí có thể kiểm soát được. **
Vì vậy, bạn có thể xem tin tức: Huawei đặt mục tiêu xuất xưởng 60-70 triệu điện thoại thông minh vào năm 2024.
Năm 2022, các lô hàng điện thoại thông minh của Huawei sẽ chỉ khoảng 30 triệu.
Lúc này, có lẽ chúng ta có thể thở phào nhẹ nhõm và nói:
** Thuyền nhẹ đã vượt qua Vạn Sơn Nặng. **
Tái bút
Thành công của Kirin 9000s có thể là một cột mốc quan trọng trong việc nội địa hóa chip, nhưng đây chỉ là một chiến thắng theo từng giai đoạn trên con đường dài. **
Một chuyên gia ngành công nghiệp bán dẫn lo lắng nói với Zhiwei rằng sau khi kết quả được hiển thị, dự kiến các biện pháp trừng phạt trong tương lai sẽ bạo lực hơn, và thành công này là "thở" trong không gian hạn chế dưới các lệnh trừng phạt, **" mắc kẹt trong cổ thứ này, lần này nó bị mắc kẹt ở đây, lần sau? Lần sau ngươi có thể tiến sâu hơn." **
Khi thực hiện bài viết này, Zhiwei thực sự cảm thấy rằng những đột phá đổi mới công nghệ là kết quả của các hoạt động hợp tác và khi một cuộc khủng hoảng thúc đẩy ngành công nghiệp, không thể đơn giản đánh giá liệu đây là thảm họa hay cơ hội chết. Nhiều học viên có một "niềm tin" không thể giải thích được. Trong mắt họ, miễn là mục tiêu được xác định và thực dụng và phối hợp, không có gì là không thể hoàn thành.
Chúng tôi nghĩ, đây đại khái là những gì nó được gọi là:
** Đức tin có thể dời núi. **
Thế hệ chip tiếp theo, có tên mã là "Nashville", đang trên đường ra mắt. **
( Theo yêu cầu của người được phỏng vấn, tên của những người được đề cập trong bài viết là bút danh )