¿Qué es más difícil, el diseño de procesos o la programación de software?
Existen una gran cantidad de empresas de diseño de chips en Estados Unidos, como Qualcomm, AMD, NVIDIA, etc. Estas empresas cuentan con diseñadores de chips de primer nivel. AMD alguna vez tuvo su propia fábrica de fabricación de chips, pero debido a una enorme presión financiera, vendió la fábrica, que ahora es GF. Actualmente, sólo Intel y Samsung pueden diseñar y fabricar chips de procesador al mismo tiempo, lo que demuestra lo difícil que es construir y mantener plantas de fabricación de chips.
Además de los chips complejos de alta gama, como CPU y GPU, también hay muchos tipos de chips pequeños en diversos dispositivos electrónicos que nos rodean. Incluso en China, hay muchas empresas que pueden diseñar este tipo de chips, pero su característica común es que una vez diseñado el chip, debe entregarse a la fundición de chips para su fabricación, y luego el chip terminado se puede producir y poner en producción. el mercado.
Solo hay unos pocos fabricantes de chips contratados en el mundo, como TSMC, Samsung y GF. Dado que el proceso de fabricación de chips semiconductores es extremadamente complejo, no sólo requiere la compra de costosos equipos y una gran inversión en personal de RD, sino que también requiere una planificación previa y actualización del proceso en cualquier momento (28 nm-16 nm-10 nm- 7 nm). También requiere una gran experiencia en fabricación. TSMC invierte decenas de miles de millones de dólares en investigación y desarrollo y nuevas fábricas cada año, y continúa invirtiendo. Esto realmente no es algo que las empresas comunes y corrientes puedan hacer.
Un excelente diseño de chip puede garantizar una mejor calidad y rendimiento del producto en los procesos existentes, pero si el proceso de fundición en sí es insuficiente, es imposible fabricar bien este chip, y mucho menos lanzarlo al mercado. MediaTek y muchas empresas de tecnología en la provincia de Taiwán también han confiado en la sólida capacidad de producción de chips de TSMC para aumentar hasta cierto punto. El iPhone de Apple utiliza dos chips OEM diferentes al mismo tiempo, lo que provocará una brecha en el consumo de energía y preocupará a los usuarios de todo el mundo. Uno puede imaginar lo importante que es el nivel de tecnología del chip.
Hay Kirin y Loongson en China continental, pero hasta ahora no hay fabricantes de chips y la mayoría de ellos son fabricados por otros. Hay dificultades internas en materia de talento y financiación, y también hay factores que restringen la exportación de equipos de alta gama desde Europa y Estados Unidos. Imagínese, si no puede encontrar un OEM para su chip de desarrollo propio, es solo un dibujo. Incluso si la capacidad de diseño del chip no es lo suficientemente sólida, no habrá problemas en su uso, sin una fabricación avanzada y madura. procesos y fábricas, este chip no se podrá utilizar. Es imposible hablar de ello.
A menudo tenemos la ilusión de que el proceso de fabricación de chips es más difícil que el diseño de chips. En realidad, este es un malentendido común.
Las personas que sostienen esta opinión suelen citar este ejemplo: en términos de diseño de chips, Huawei HiSilicon ya es de clase mundial, no inferior a Estados Unidos, Corea del Sur y otros países en términos de fabricación de chips; Tenemos que confiar en el OEM de TSMC. Como el fabricante de chips más fuerte de China continental, SMIC acaba de conquistar el proceso de 14 nm y todavía está muy por detrás del 7 nm más avanzado.
Hay un problema lógico con esta prueba: tener una ventaja en un área de la industria de chips no significa que sea fácil, y estar en desventaja en otra área no significa que la cosa en sí es más difícil.
De manera similar, tomemos a Huawei HiSilicon como ejemplo. Aunque el chip Kirin es desarrollado por la propia Huawei, todavía utiliza la arquitectura pública de ARM. La GPU Kirin no es de desarrollo propio. No se puede concluir simplemente que la fabricación del chip sea A. conclusión que es más difícil que el diseño de chips.
La fabricación de chips es precisamente una industria que quema dinero, en la que grandes empresas como TSMC invierten decenas de miles de millones cada año. La fabricación de chips es a menudo un mercado en el que el ganador se lo lleva todo, lo que no sólo es técnicamente difícil sino que también requiere un elevado capital.
Hace unas horas, el gigante fabricante de chips GlobalFoundries anunció la suspensión de toda investigación y desarrollo de la tecnología FinFET de 7 nm, lo que significa que solo hay tres fabricantes de chips que participarán en la competencia de 7 nm en el futuro: Intel, TSMC y Samsung, SMIC siguen en el segundo nivel. Gigantes como GlobalFoundries salen no por falta de capacidades técnicas, sino porque no pueden permitirse gastar dinero en capital.
Huawei hizo una elección muy acertada al entrar en el campo del diseño de chips. El diseño de chips no sólo se encuentra en la fase inicial de la cadena industrial con ganancias relativamente altas, sino que tampoco depende tanto de fondos y equipos como la fabricación de chips.
Sin embargo, esto no significa que el diseño de chips sea más fácil que su fabricación (proceso). El estado actual de Huawei HiSilicon es también el resultado de 14 años de arduo trabajo.
Por lo tanto, no tiene mucho sentido simplemente discutir qué es más difícil, si el proceso de fabricación del chip o el diseño del chip. Lo que es más importante es observar aquellas áreas de la industria en las que puede cooperar con otros desde una perspectiva general. Esas áreas deben ser realizadas por usted mismo para evitar quedarse estancado.
El diseño y la tecnología son difíciles, y los equipos de chips son aún más difíciles de fabricar. En una frase: la industria de los chips representa el nivel más alto de la industria manufacturera actual. Tener toda la cadena industrial puede dominar el mundo.
No mucha gente entiende realmente la jerga de la industria. Cualquiera que sepa de fabricación sabe que el equipo es un símbolo del nivel de fabricación. Si vas a una fábrica y ves qué equipo utiliza, cuanto más avanzado sea el equipo, mayor será el nivel de fabricación.
En la actualidad, la mayoría de los países están estancados en equipos de fabricación de chips, y los Países Bajos tienen el nivel más alto de fabricación de estos equipos. En aras del monopolio, Estados Unidos prohíbe la venta casual de este equipo. ASML, el mayor proveedor mundial de equipos de litografía de chips, produjo 24 unidades en 2018 y podría llegar a 40 unidades en 2019. Pero ni siquiera este tipo de equipo costoso, con un precio unitario de más de 100 millones de dólares, se vende a la segunda economía más grande, con el mercado mundial de productos electrónicos de más rápido crecimiento.
Para la gente común, máquina de litografía puede ser un término desconocido, pero es el equipo central para la fabricación de circuitos integrados a gran escala. Al comienzo de su nacimiento, cada chip debe ser forjado mediante tecnología de fotolitografía.
Hay una historia sobre un ingeniero japonés que se rompió una pierna para robar tecnología avanzada de fabricación de maquinaria textil alemana y abrió un restaurante junto a un fabricante alemán. Al ponerse en contacto con ingenieros alemanes, robó la tecnología y la mejoró, pero él mismo no pudo robar la máquina de fotolitografía. La industria considera que las máquinas de litografía son la joya de la corona de la industria de los circuitos integrados, y los umbrales técnicos y financieros para la investigación y el desarrollo son muy altos. Es por este motivo que hay muy pocos fabricantes que puedan producir máquinas de litografía de alta gama. La máquina de litografía de 14 nm más avanzada es solo ASML. Canon y Nikon de Japón básicamente han renunciado al desarrollo de máquinas de litografía EUV de sexta generación.
Entonces ¿por qué está prohibido vender de forma casual?
Hay que decir que el "Acuerdo de Wassenaar" también se conoce como mecanismo del Arreglo de Wassenaar y se conoce como el "Acuerdo de Wassenaar sobre controles de exportación de armas convencionales y artículos y tecnologías de doble uso". Actualmente hay 40 estados miembros, incluidos Estados Unidos, Japón, Reino Unido y Rusia. Aunque el "Acuerdo de Wassenaar" estipula que los países miembros deciden por sí mismos si emiten licencias de exportación para productos y tecnologías sensibles e informan a otros estados miembros del "Acuerdo" de información relevante de forma voluntaria. Pero el acuerdo está en la práctica totalmente controlado por Estados Unidos. Estados Unidos incluso interviene directamente cuando un país tiene la intención de exportar alta tecnología a un país no miembro en virtud del Acuerdo de Wassenaar.
Las máquinas siempre son hechas por el hombre. Si quieres construir las mejores máquinas, no puedes simplemente imitarlas. La base de la innovación es el aprendizaje y, al mismo tiempo, hay que ser persistente. Hoy en día, si la gente no te da la oportunidad de aprender, te llevará mucho tiempo darte cuenta, al menos de diez a ocho años.
¡Vamos!
Aunque los chips son pequeños, tienen mucho conocimiento. Si China tiene la capacidad de diseñar y producir chips de alta gama de forma independiente, será una potencia manufacturera verdaderamente reconocida a nivel mundial. Evidentemente, a China todavía le queda un largo camino por recorrer y no se puede lograr de la noche a la mañana. A lo largo de los años, muchas empresas nacionales han aprendido a ser oportunistas, incluida ZTE, de lo contrario no serán fáciles de atrapar. El eslogan de innovación es ruidoso, pero no existe una innovación sustancial e independiente. El desarrollo de las empresas está inflado y buscan ganancias pero pierden todas sus artes marciales y no tienen ninguna habilidad real. Nuestro país siempre ha defendido el espíritu de los artesanos, pero no ha creado un entorno para cultivarlos. Toda la sociedad es impetuosa y carece de una atmósfera de concentración en hacer las cosas.
El proceso es más difícil. Para China continental, quedarse atrás en tecnología de chips siempre será un dolor.
Tomemos como ejemplo los procesadores de teléfonos móviles. Los procesadores Kirin de Huawei, especialmente la generación Kirin 970, han perdido completamente frente a Qualcomm y Samsung en términos de diseño.
Sin embargo, ningún fabricante continental puede producir el Kirin 970. Aunque Huawei puede diseñar, no puede producir y sólo puede entregárselo a TSMC.
¿Por qué? Actualmente, la tecnología más avanzada en procesadores de teléfonos móviles es la tecnología de 10 nm, que está monopolizada por TSMC y Samsung.
SMIC, la empresa más grande de China continental, sólo puede producir tecnología de 28 nanómetros y fue eliminada por Samsung hace cinco años.
En cuanto a los procesadores de ordenador, ¿por qué Intel ocupa el primer lugar? Debido a que se utiliza el proceso de 14 nm, el proceso de 10 nm se producirá en masa de inmediato.
Los procesadores de computadoras de China, el más potente de los cuales es el procesador Loongson, están muy por detrás de Intel en rendimiento. ¿Por qué? Dado que Loongson utiliza un proceso inverso de 28 nm, consume mucha energía y su rendimiento inevitablemente se quedará muy atrás con la misma potencia.
¿Por qué China sigue utilizando procesos atrasados de 28 nm y 45 nm?
Los procesadores de procesamiento requieren máquinas de fotolitografía, y las máquinas de fotolitografía más avanzadas están monopolizadas por la empresa holandesa AMSL. Estados Unidos no permite que AMSL venda las máquinas de litografía más avanzadas al continente. El continente solo puede introducir máquinas de litografía de gama baja y la tecnología más alta solo puede ser de 28 nm.
Afortunadamente, China continental ahora se ha dado cuenta de la gravedad del problema y SMIC también ha aumentado sus esfuerzos de investigación y desarrollo. Se espera que dentro de unos años se lance el proceso de 7 nm más avanzado, momento en el cual la brecha tecnológica entre China y los países extranjeros se reducirá considerablemente.
El chip es sistemático. Sólo cuando todas las cadenas industriales estén coordinadas se podrá producir, independientemente del diseño, la tecnología y la fabricación. Pero en general, parece que la tecnología es más difícil. Especialmente a juzgar por el éxito de los chips HiSilicon de Huawei, el proceso es demasiado difícil.
Primero, el diseño es difícil, pero también tiene una base.
El diseño de chips es un conjunto de soluciones. Existe una gran cantidad de empresas de diseño de chips en los Estados Unidos, como Qualcomm, AMD, Nvidia, Samsung, Apple, etc., con capacidades de diseño muy sólidas.
Lo mismo ocurre con los chips HiSilicon Kirin de Huawei en China. Con sus sólidas capacidades de diseño, Kirin Chip se ha convertido en una importante empresa de referencia para chips nacionales y una de las pocas empresas con capacidades independientes de investigación y desarrollo.
Actualmente, los chips HiSilicon Kirin y los chips Qualcomm compiten por el segundo lugar en el mundo, solo superados por los chips de la serie A de Apple.
En segundo lugar, el proceso es difícil, por lo que los chips de China están muy rezagados.
En términos de tecnología de chips, China está muy por detrás. Por ejemplo, China todavía fabrica chips de 28 nm, pero ahora Qualcomm fabrica chips de 7 nm, lo que supone al menos tres generaciones de retraso. La actual tecnología SMIC de 28 nm de China es la tecnología de Samsung de hace cinco años, lo que muestra cuán grande es la brecha.
Lo mismo ocurre con los chips de ordenador. Intel pronto fabricará chips de nivel 10 nm, pero todavía estamos muy por detrás. Además, los chips no pueden desarrollarse a través de generaciones. Si actualmente produce chips de 45 nm, solo puede producir chips de 28 nm, en lugar de producir directamente chips de 14 nm, porque los problemas técnicos no se pueden resolver a través de generaciones y solo se pueden superar uno por uno.
Ahora que existen los chips HiSilicon Kirin de Huawei y los chips de IA de Cambrian, el desarrollo de chips en China se está acelerando. Además, los chips de Xiaomi todavía son bastante bajos y atrasados.
¿Crees que los chips de Huawei pueden superar a los chips de la serie A de Apple?
El 16 de abril, hora local, el Departamento de Comercio de EE. UU. emitió una orden de denegación de derechos de exportación que prohíbe a las empresas estadounidenses vender componentes a ZTE durante siete años. Antes de esto, aunque China tenía el mercado de semiconductores más grande del mundo, necesitaba importar chips por valor de 200 mil millones de dólares cada año, alcanzando los 260 mil millones de dólares en 2017. Aunque la prohibición en esta situación ha tenido un gran impacto para algunas empresas, en cierto sentido también impulsó a China a entrar en la era de la "autosuficiencia de chips" lo antes posible.
¿Qué es más difícil, el diseño de chips o la tecnología de chips? Preguntémonos, ¿cuáles son los obstáculos para la “superación personal de los chips”?
Aunque China anteriormente importaba una gran cantidad de chips importados cada año, eso no significa que no haya diseñadores de chips en China. En el pasado, debido a que había chips con excelente rendimiento en el mercado, era más rentable comprarlos que invertir en diseño, y no había muchas oportunidades para que los investigadores diseñaran y actualizaran chips, por lo que la industria de diseño de chips de China estaba no lo suficientemente activo. Ahora que el país presta cada vez más atención a la "autosuficiencia de los chips", los diseñadores tienen la oportunidad de empezar a mostrar sus talentos. De hecho, en 2015, los dos satélites de navegación Beidou lanzados por mi país utilizaron el chip especial "Loongson" desarrollado y diseñado de forma independiente por mi país. Se puede ver que, aunque el diseño de chips es difícil, China no carece de talentos relevantes.
Sin embargo, el equipo necesario para la fabricación de chips, China nunca podrá importarlo a gran escala desde los canales oficiales y sólo podrá comprarlo en pequeñas cantidades a través de canales especiales. Incluso si domina la tecnología central, será difícil fabricar con éxito sin el soporte de instalaciones de hardware.
Entonces, aunque la tecnología y el diseño de chips tienen sus propias dificultades, la tecnología de chips es más difícil para la situación actual de China.
Todo el proceso de fabricación de chips incluye varios eslabones importantes, como el diseño de chips, la fabricación de chips, la fabricación de envases y las pruebas. Cada eslabón es un reflejo de la tecnología. En el caso de los chips, el diseño y el proceso son complejos, pero en comparación, ¡el proceso de fabricación es más difícil! !
Tuve la suerte de trabajar como ingeniero de equipos para una gran empresa OEM de embalaje y pruebas en la industria durante 2 años. Déjame contarte mi experiencia.
(El embalaje es sólo una pequeña parte de todo el proceso de fabricación del chip)
1.
Toda la fábrica se divide principalmente en corte, soldadura, moldeado, impresión, galvanoplastia/plantación de bolas, pruebas, etc. Cada vez que se actualiza y mejora la tecnología o el proceso, cada taller debe realizar una certificación de viabilidad, cambiar moldes y conectar los talleres de proceso superior e inferior.
2. Altos requisitos técnicos
En ese momento, estábamos trabajando en Huawei HiSilicon y Spreadtrum, y los requisitos técnicos eran muy altos. A veces se probaba todo el taller durante un mes y, a veces, simplemente había un problema con la ESD del equipo y teníamos que mejorar el proceso nuevamente.
3. Los requisitos de rendimiento del producto son altos.
El precio de los chips no es barato. Nuestro taller de moldeo produce millones de virutas cada día. Si el rendimiento cae por debajo de 99,98, tenemos que detenernos y llegar al fondo del asunto. Si la tasa de defectos es significativa, el supervisor debe degradar a la empresa.
4. Los precios de los equipos son altos
Todos los equipos de la fábrica son de marcas japonesas y el valor total de los equipos en nuestro taller supera los 500 millones de yuanes.
5. El periodo de formación de los ingenieros es largo
El periodo medio de formación de los ingenieros de procesos es de más de 3 años.
Para que los chips nacionales realmente alcancen a Japón y Estados Unidos en diseño y tecnología de producción, se necesitan mayores esfuerzos, apoyo político y elogios capitales. !
El proceso es más difícil. La industria de chips tiene seis eslabones: herramientas EDA, diseño de chips, fabricación de chips, embalaje y pruebas, suministro de materiales y equipos de fabricación de núcleos. Nuestra mayor dificultad en la actualidad es la tecnología de las máquinas de fotolitografía. Hasta donde yo sé, sólo los Países Bajos pueden producir máquinas de fotolitografía, que son el equipo principal para fabricar chips. Sin él, sería "un sueño de tontos". Recientemente, muchas personas en Lenovo están fabricando chips, especialmente algunos empresarios conocidos que se están preparando para invertir enormes sumas de dinero en el "movimiento de los chips". ¿No es esto ridículo?
Incluso un país tan poderoso tecnológicamente como Estados Unidos necesita ayuda de los Países Bajos. Intel y otras empresas. Loco. NVIDIA en los Estados Unidos es el cliente más grande de los Países Bajos (ASML). La máquina de litografía de ASML es única y está monopolizada por los Países Bajos. El mundo entero debería rendirle homenaje.
Algunas empresas nacionales han intentado muchas veces adquirir máquinas de litografía ASML, pero todas fracasaron. Hay dos motivos: uno es que no se atreve a ofender a su mayor cliente, la empresa estadounidense, y el otro es que no quiere perder un negocio tan rentable.
Así que ahora necesitamos calmarnos, comprender los objetivos y descubrir las razones de las deficiencias, en lugar de estar inquietos y actuar por capricho. Sólo reconociendo claramente la situación e identificando el objetivo podremos utilizar la sabiduría del pueblo chino para resolver algún día el problema del "chip". ¡Mira el mundo que será chino en el futuro!
Solo se puede decir que no es fácil. El diseño y la tecnología son barreras para la industria de los semiconductores.
Este también es un problema que los chips chinos no han podido superar. Requiere la coordinación de toda la cadena industrial, incluidos el talento y la industria, que tarda mucho en formarse. Esto también es insustituible por Silicon. Valle.
La respuesta viene de Li·, miembro del equipo "Technology Walker".