❶ 为什么说芯片制造比芯片设计更难难在哪个步骤上
具体原因如下:
不同种类的芯片所面临的物理极限的挑战是不一样的,我们来分类看一下。
先来看3D-NAND芯片。NAND这个词在外行的看来比较陌生,但实际上离我们并不遥远,我们买的很多固态硬盘的核心存储芯片,就是3D-NAND芯片。
国产3D NAND芯片之所以落后,就是在于国产芯片的堆叠层数较低,目前国产芯片最高可以做到64层,而一线大厂,如三星、海力士、镁光等,已经可以做到128层及以上。叠加的层数越多,工艺制造上遭遇的难度与问题就会越大,电路搭错的几率就会越高。
3D NAND芯片的制造难度在于:在水平方向上,要解决增加图案密度的问题,以增加存储密度;在垂直方向上,又要解决高深宽比(HAR)刻蚀均匀性的问题。
实际上,在芯片研发与制造过程中,类似的例子数不胜数,新的工艺失效模型永远在颠覆着我们的认知,有的时候甚至会感叹这是一门玄学,我们要做的,就是不断地挑战微观控制的极限。
我们再来说一下逻辑芯片。我们日常接触的CPU芯片、显卡芯片都隶属于此范畴。逻辑芯片在器件上要解决的首要问题就是,随着随着摩尔定律的推进以及尺寸的缩小,CMOS器件在某些电性能方面出现了衰退,这就需要新的器件设计。我在另一篇回答中对此有过科普性的讲解,这里就不重复介绍了。
比如,为了让尺寸缩小,分辨率更高,光刻工艺会采用浸没式光刻。所谓的浸没式,就是让光源与光刻胶之间使用水来充当光路介质,这就对光刻机台以及工艺提出更高的挑战。
尺寸的缩小不仅仅体现在图案的尺寸上,垂直方向上的薄膜高度的要求也越来越高。在这样的背景下,原子层沉积(ALD)技术被发明出来,这样在薄膜厚度上可以精确地控制到只有几层原子的厚度。ALD可沉积任意层原子厚度的薄膜。
但是,工艺越先进,工艺缺陷与失败的几率也会增加,其原因,用业界术语来说,就是工艺的window在缩小。所谓的window,就是允许的工艺参数浮动的范围。在关键的步骤里,一旦工艺指标跑出了limit,芯片制造失败的风险就会大大增加。因此,越是先进的工艺,就越要保证工艺的稳定性。
而且,也会出现很多很“玄学”的现象。比如,在先进节点的dry etch工艺中,往往会出现”pitch walking“现象。pitch walking,是指芯片某一层图案的周期结构并没有按照掩膜版的设计呈现,而是出现了个别线条的挪动,它会导致图案的周期性受到破坏。
❷ 关于芯片的分类
在我们的生活中,接触到越来越多的电子产品,电脑、智能化系统、电视、DVD、移动通讯工具等等,“芯片”就像是人的“大脑”一样指挥着这些电子产品。比如我们使用电脑,通过键盘及一些软件,“告诉”电脑我们要做什么,这些要求都被“芯片”记下并且作出判断。芯片设计简单地讲就是设计出符合自己应用需要的电路,将非常复杂的电路集成在一枚很小的芯片上。百万门级的芯片意味着这个芯片可以看作是高端芯片,是逻辑功能强大的标志。
“芯片”通常分为三大类。第一类是CPU芯片,就是指计算机内部对数据进行处理和控制的部件,也是各种数字化智能设备的“主脑”。第二类是存储芯片,主要是用于记录电子产品中的各种格式的数据。第三类是数字多媒体芯片,我们熟知的数码相机、越来越逼真的手机铃声就是通过此类芯片实现的。
❸ 逻辑芯片和存储芯片哪个有技术
GPU即图形处理器,Graphics Processing Unit的缩写。
CPU即中央处理器,Central Processing Unit的缩写。
TPU即谷歌的张量处理器,Tensor Processing Unit的缩写。
三者区别:
CPU虽然有多核,但一般也就几个,每个核都有足够大的缓存和足够多的数字和逻辑运算单元,需要很强的通用性来处理各种不同的数据类型,同时又要逻辑判断又会引入大量的分支跳转和中断的处理,并辅助有很多加速分支判断甚至更复杂的逻辑判断的硬件;
GPU的核数远超CPU,被称为众核(NVIDIA Fermi有512个核)。每个核拥有的缓存大小相对小,数字逻辑运算单元也少而简单(GPU初始时在浮点计算上一直弱于CPU),面对的则是类型高度统一的、相互无依赖的大规模数据和不需要被打断的纯净的计算环境。
TPU是一款为机器学习而定制的芯片,经过了专门深度机器学习方面的训练,它有更高效能(每瓦计算能力)。大致上,相对于现在的处理器有7年的领先优势,宽容度更高,每秒在芯片中可以挤出更多的操作时间,使用更复杂和强大的机器学习模型,将之更快的部署,用户也会更加迅速地获得更智能的结果。
❹ 在一个电路板上,有几个存储芯片和逻辑芯片,因该怎样区分求助!!!我已经疯了!!!
一个电路板,可以包含多块集成电路芯片,想了解就得知道这些芯片的功能,只知道型号的话,大部分都是可以查到资料的。
单纯的存储器芯片,分为ROM,RAM两种独立的存储器形式,此类芯片需要和其他芯片来构成系统。
而如单片机芯片则就两种都有,这样是可自构成个系统。