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这是一种特殊的半导体材料,名叫(GaN)。与其他普通半导体材料只能在低功率的状态下工作不同,
普通的半导体材料因为工作时难以承受大功率的电流,因此功率密度相对较低(很难突破1W/cm3),这也正是我们手机充电头为什么那么大但充电速度又那么慢的根本原因,而我们的笔记本电脑甚至还用不了半导体充电器,只能配个沉重的电源适配器。
不过,这种材料的横空出世可以打破这一落后的局面,因为它具有普通半导体材料所不具备的超强导热效率、耐高温和耐酸碱,这大大地提高了半导体设备的能量密度。
现在,以小米为代表的手机制造商推出的快充充电头就是在这一材料科技的加持之下才能实现的,这些充电头的核心就是它。它能够使得充电头体积变小的情况下甚至实现数倍的充电效率提升,比如小米的65W充电头,这甚至已经能够满足对大部分的商务笔记本的供电需求了。
目前,这种材料的相关技术开发还处于初级阶段,按照未来USB4兼容PD协议支持100W的功率传输,而这一材料的功率上限则更是能够达到数千瓦,可以预想未来手机充电将不再像现在一样要等1小时,而笔记本甚至游戏本都可能只需配备一个手机充电器即可。
这是一种半导体晶体管设计方案,也是决定半导体工艺制程的技术方案,名叫鳍式场效应晶体管,英文缩写
这项设计的提出者为华人科学家胡正明教授,他在1998-2004年发表了一系列关于这项设计的论文,其目的是为了接替当时即将到达极限20nm的Bulk CMOS物理结构,为摩尔定律续命。
这项设计几乎是现在主流的半导体制造商普遍选择的技术方案,除了从AMD中被剥离出来的格罗方德选择了另一个替代方案,也是由胡正明教授提出的FD-SOI晶体管技术。
不过,这项半导体工艺技术的极限大概是在5-7nm,而台积电早在2020年年初就已经开始量产5nm芯片了,也就是说这种设计也已经到达了它的极限。
现在,世界的各大半导体制造公司正在将工艺技术转向另一项工艺技术,这又是后话了。
这是半导体行业中最早的一种运作模式,名为“垂直整合制造”,英文缩写“”。
这种模式最大的特点就是半导体公司集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身。在20世纪七八十年代,早期的多数集成电路企业都是采用这一模式运作的。
这种模式最大的优势是,能对设计、制造等环节协同优化,有助于充分发掘技术潜力,能有条件率先实验并推行新的半导体技术。
不过,与此同时,它也有其显著的缺点,比如:公司规模庞大,管理成本较高;运营费用较高,资本回报率偏低。目前,仅有极少数企业能够维持这种运作模式,代表性企业有三星、英特尔和德州仪器等。
美国著名半导体公司AMD也曾采用这种运作模式,但因为自己的芯片制造技术一直落后于竞争对手英特尔,导致出产的芯片在市场上一直处于竞争劣势,最终不得不剥离芯片制造环节,将芯片制造外包给台积电代工,这才扭转了自己的竞争颓势。可以说,这种模式即便是世界顶级公司也很容易玩脱。
在半导体行业,首先对这种模式发起挑战的就是台湾著名的半导体代工厂商台积电。当年,台积电创始人张仲谋在看到这种模式的缺点之后,开创性地创建了Foundry(代工厂)模式半导体制造工厂,专门为那些没有能力建立自己的半导体制造工厂的芯片设计公司代工制造,一举打破了这种模式在半导体行业占主流的局面。
不过,在正常情况下,这种模式确实有非常多的缺点,但它还有一个好处就是半导体制造不会被别人掐住。2020年,华为就因为被美国制裁,台积电不能为它代工海思芯片,最终导致自己设计的芯片没人敢接单生产。后来,华为就曾表示,他们后悔没有采用这种模式,才导致了现在的这种局面。
这是半导体制造公司生产芯片过程中必不可少的一种设备,是决定半导体生产工艺制程最核心的设备。
目前,国际上能够生产这类设备的公司主要有荷兰的ASML和日本的尼康、佳能,还有中国的上海微电子。在这4家公司当中,ASML凭借着自家的EUV占据了绝对的高端,日本的尼康和佳能则多年难有进步,停留在中端,而上海微电子则只能生产部分的低端设备。
这种设备产量极低,但价格高昂,而且保养极端讲究。以当今世界最先进的EUV为例,2019年年产量也就才26台,每台售价1.2亿美元,机器即便在不工作的时候也必须确保环境恒温、恒湿、无振动。为了防止地震带来的振动影响,放置机器的工厂还必须采用特殊的避震设计。
这种设备是个超级电老虎,一台机器的用电量就几乎相当于一个小城市,而能量的利用率却低到令人发指。同样以EUV为例,其工作输出功率大概是250瓦,但输入功率却高达 125万瓦,能量利用率只有0.02%,这还不包括配备的辅助冷却系统耗电量。
这就是
这是一种半导体晶体管设计与技术方案,它的英文缩写为,中文译名环绕式栅极技术,是现在半导体工艺制程进入5nm之后主流方案鳍式场效应晶体管失效后为摩尔定律续命的最佳替代方案。
与上一代鳍式场效应晶体管的革命性设计不同,它只是一种鳍式场效应晶体管设计方案的改进版,所以也很难确定它的极限,一般认为可以支持3nm工艺,但很难突破1nm。
这项技术的特点是实现了栅极对沟道的四面包裹,源极和漏极不再像前代技术一样直接和基底接触,而是利用线状或者平板状、片状等多个源极和漏极横向垂直于栅极分布后,实现晶体管的基本结构和功能。
目前,世界上最先进的2大半导体制造商三星和台积电因为制程领先,已在积极开发相关的制程工艺技术,据传2022年能够实现量产。
这是一家光刻机公司,也是世界上唯一一家有能力生产极紫外光刻机的公司,而极紫外光刻机又是决定各大半导体制造商能否生产制程5nm以下芯片的关键设备,所以它也是一家能够决定世界科技未来的公司。
这家公司成立于1984年,总部位于荷兰的艾恩德霍芬,是一家荷兰公司,由飞利浦与ASMI合资创立。
由于成立时间较晚,这家公司在光刻机设备领域一直处于弱势地位。在此期间,光刻机的市场主要由日本的尼康、佳能等公司把持。
直到2004年,世界光刻机原本的技术路线干式光刻机发展遇到了瓶颈。在这关键时刻,它接受了华裔学者时任台积电总监级工程师的林本坚的建议,转而发展浸润式光刻机,并在台积电的协助之下研发出了精度更高的浸润式光刻机,这才成就了它在当今光刻机市场一家独大的局面。
它虽然是世界上最大的光刻机公司,但它的最先进光刻机产量却并不高,各大半导体制造商想买还得排队,而且它出货有自己的潜规则,优先出货给那些投资过自己的公司,比如台积电、英特尔和三星等。
这就是当今世界最大的光刻机制造公司——。中国之所以在芯片制造上落后,很大一部分原因就是不能第一时间拿到它生产的光刻机,甚至至今拿不到一台当前最先进的EUV。