Глава 980. Настоящий удар по снижению размерности •
На презентации продукта царила тишина.
Все ошеломленно и потрясенно смотрели на этот маленький углеродный чип на сцене.
Конечно, после шока последовали шумные обсуждения.
28-нанометровый техпроцесс, один миллион углеродных транзисторов на квадратный миллиметр, производительность сравнима с процессором Intel Xeon серии E5-1600, на уровне седьмого поколения Intel Core i.
В глазах большинства присутствующих, даже если углеродные транзисторы превосходят кремниевые транзисторы в области полупроводников, это невозможно.
Нужно знать, что седьмое поколение Intel Core i использует 14-нанометровый техпроцесс.
Несмотря на то, что разница между 28-нанометровым и 14-нанометровым техпроцессом всего в два раза, когда дело доходит до технологии производства чипов, улучшение не ограничивается одной звездой.
Потому что 28-нанометровые чипы являются водоразделом между средним и высоким уровнем производства, чипы с 28-нанометровым техпроцессом и ниже относятся к зрелому производству и являются чипами среднего и низкого уровня.
В основном используются в Интернете вещей, управлении питанием, драйверах дисплеев, датчиках и других промышленных уровнях.
А чипы с 14-нанометровым техпроцессом относятся к чипам высокого уровня, относятся к передовому производству и в основном используются в мобильных телефонах, чипах памяти, компьютерах и других потребительских уровнях.
Чипы, изготовленные по зрелой технологии, сравнимы с чипами, изготовленными по передовой технологии, трудно не усомниться, правда ли это.
Ведь если бы это было в области кремниевых чипов, это было бы абсолютно невозможно.
Между 28-нанометровым и 14-нанометровым техпроцессом огромная разница, как между небом и землей.
На трибуне, глядя на шумную толпу внизу, слушая слабые голоса, которые время от времени доносились, напряженное выражение лица Фу Чжицзе невольно расслабилось, и на его лице появилась уверенная улыбка.
Не верить - это правильно!
Если бы он сам не участвовал в разработке углеродных чипов серии Xiongxin, даже он сам, вероятно, с трудом поверил бы, что углеродные чипы могут достичь такого уровня.
Как и в тот момент, когда он впервые увидел готовый продукт, он до сих пор помнит это чувство.
Окинув взглядом толпу внизу, Фу Чжицзе улыбнулся и продолжил презентацию продукта.
"Я уверен, что все уже видели наши продукты серии Xiongxin, их производительность намного превосходит кремниевые чипы того же уровня".
"Конечно, преимущества углеродных чипов заключаются не только в вычислительной производительности!"
"Они не только обеспечивают нам вычислительную мощность, намного превосходящую кремниевые чипы, но и обеспечивают нам более превосходные физические характеристики!"
"Будь то изготовление из углеродных нанотрубок, они более легкие и тонкие, чем традиционные кремниевые чипы, и могут предоставить эффективные решения для различных небольших электронных устройств".
"Или обладают большей термостойкостью, радиационной стойкостью и более высокой скоростью миграции электронов, поэтому могут лучше противостоять внешним воздействиям окружающей среды и обеспечивать более стабильную и надежную работу".
"И самая важная теплопроводность!"
Сказав это, Фу Чжицзе немного помолчал, оглядывая руководителей крупных полупроводниковых компаний, сидящих в первом ряду.
"Всем известно!"
"По сравнению с кремниевыми материалами, углеродные материалы обладают лучшей теплопроводностью".
"Монокристаллический кремний, используемый в кремниевых чипах, имеет теплопроводность около 148 Вт/(м·К) при комнатной температуре".
"А углеродные нанотрубки, используемые в углеродных чипах, имеют теплопроводность до 3000 Вт/мК и выше!"
"Отличная теплопроводность означает, что будь то мобильные телефоны, компьютеры, серверы или другие электронные продукты, использующие углеродные чипы, им больше не понадобятся громоздкие вспомогательные радиаторы!"
"Это также означает, что будь то мобильные телефоны, компьютеры или планшеты, у них будет больше свободы в дизайне".
"Возьмем, к примеру, мобильные телефоны, которые мы используем сейчас, если в них будут использоваться углеродные чипы, то их толщина может быть еще больше уменьшена, и степень уменьшения будет измеряться как минимум в миллиметрах!"
В тот момент, когда прозвучали эти слова, почти у всех присутствующих на лицах появилось удивление.
Современные чипы при работе выделяют большое количество тепла, например, мобильные телефоны.
Длительные игры, просмотр видео или передача больших объемов данных приводят к тому, что телефон долгое время находится в состоянии высокой нагрузки, выделяя большое количество тепла.
И если это тепло накапливается внутри чипа и не отводится, слишком высокая температура может привести к снижению производительности чипа и даже к сбоям, синему экрану и другим неисправностям.
Кроме того, высокая температура ускоряет старение электронных компонентов и сокращает срок службы устройства.
И даже в некоторых экстремальных случаях перегрев может привести к возгоранию телефона, взрыву и другим несчастным случаям.
Кроме того, есть компьютеры, особенно портативные ноутбуки.
Если стремиться к высокой производительности, неизбежно придется увеличивать производительность чипа, а повышение производительности чипа приведет к увеличению выделяемого тепла при работе.
Как правило, для решения проблемы рассеивания тепла чипа различные производители предлагают различные методы.
Например, установка теплопроводящей пластины под процессором, добавление термопасты или даже установка тепловых трубок, отвод тепла с помощью водяного или воздушного охлаждения и т. д.
И соответственно, любой из этих методов охлаждения напрямую повлияет на объем самого устройства.
Особенно на мобильных телефонах, которые сами по себе не являются большими электронными продуктами, даже добавление графеновой теплопроводящей пластины значительно увеличит толщину.
Разве вы не видите, сколько способов придумали различные производители, чтобы уменьшить толщину мобильных телефонов с момента их появления.
Оптимизация внутренней компоновки и дизайна, сокращение ненужного занимаемого пространства - это обычная практика.
Некоторые производители телефонов даже шли на такие меры, как уменьшение толщины батареи, сокращение времени автономной работы, убивая восемьсот врагов и теряя тысячу своих, чтобы уменьшить толщину на 0,01 мм.
Это звучит абсурдно, но на самом деле таких случаев много.
Особенно в ранние дни, когда возможности компоновки телефонов и технология аккумуляторных элементов не сильно продвинулись, чтобы получить тонкий телефон, часто приходилось напрямую уменьшать емкость аккумулятора, чтобы освободить место в корпусе.
Это облегчает сжатие объема корпуса, и самым известным примером является некогда "хватает на целый день".
Разве графеновый материал не используется в качестве радиатора для высококлассных мобильных телефонов именно потому, что он обладает очень высоким коэффициентом теплопроводности?
И углеродные нанотрубки, которые имеют схожие с графеном физические свойства, также не будут сильно уступать по теплопроводности.
Для чипов это означает, что и так понятно.
Даже если не учитывать низкое энергопотребление самого углеродного чипа, его превосходный коэффициент теплопроводности достаточен для того, чтобы он сам рассеивал тепло.
Для применения чипов это можно назвать абсолютным убийством!
Когда презентация продукта дошла до этого момента, в зале уже началось неудержимое волнение.
И производители полупроводников, и производители мобильных телефонов и компьютеров обсуждали это.
Глядя на уже почти кипящий зал, Фу Чжицзе, стоявший на сцене, слегка улыбнулся, а затем подлил масла в огонь этой жаркой презентации продукта.
"Здесь мы должны поблагодарить наших партнеров, будь то Huawei HiSilicon, SMIC, Университет Цинхуа, Пекинский университет и другие исследовательские группы университетов, все они оказали беспрецедентную помощь в процессе разработки этого углеродного чипа".
"Как вы и предполагали, влияние углеродных чипов на всю электронную промышленность будет революционным!"
"По сравнению с кремниевыми чипами того же уровня, углеродные чипы имеют значительные улучшения в вычислительной производительности, энергопотреблении, надежности, безопасности, стабильности и других аспектах".
"Это означает, что в будущем наши смартфоны, ПК, большие серверы и другие устройства будут иметь значительно увеличенную скорость отклика и возможности многозадачности при выполнении сложных задач, предоставляя пользователям беспрецедентный плавный опыт".
"А чипы, состоящие из углеродных нанотрубок, имеют гораздо больше возможностей по сравнению с врожденными недостатками монокристаллического кремния".
"Если кремниевые чипы похожи на рисунок на бумаге, где вычислительные схемы расположены на поверхности, то углеродные чипы больше похожи на небоскреб, построенный из блоков".
"Это переход от двумерного к трехмерному, что означает, что у него больше возможностей для построения и проектирования схем, а также означает, что он может реализовать функции, в несколько раз превышающие возможности кремниевых чипов!"
Вместе с его презентацией на экране позади него на сцене одновременно отображались подробные структурные схемы углеродных и кремниевых чипов.
Хотя это были всего лишь микроскопические изображения, нарисованные на компьютере, они наиболее точно отражали разницу между ними.
Когда на большом экране на презентации появилась эта сравнительная диаграмма, почти у всех присутствующих, будь то президент Intel Пэт Гелсингер или вице-президент Apple Тим Миллер, на лицах появилось удивление.
И в зале раздался шум.
Можно сказать, что все, кто смог прийти на сегодняшнюю презентацию продукта, за исключением сотрудников правительственных ведомств, были инженерами, руководителями или учеными в области полупроводников.
Однако эта группа людей, стоящих на вершине пирамиды в области полупроводников, сейчас смотрела на трибуну, как школьники на уроке.
Использование большого количества углеродных нанотрубок для сборки макроскопического чипа, как из строительных блоков, действительно является теоретическим преимуществом углеродных чипов.
Но, судя по текущим исследованиям углеродных чипов в разных странах и соответствующих исследовательских институтах, это просто невозможно.
В настоящее время лучшим и наиболее зрелым методом реализации углеродных чипов является использование сверхвысокой полупроводниковой чистоты, упорядоченных, высокоплотных и однородных массивов одностенных углеродных нанотрубок, а затем их последовательное расположение и наложение фотолитографии, как в кремниевых чипах.
Это самый идеальный и зрелый метод исследования углеродных чипов за последние десять с лишним лет.
И теоретически самый простой метод.
Но даже этот самый простой метод по-прежнему является сложной проблемой для высокоплотного и крупномасштабного упорядочения углеродных нанотрубок в углеродных чипах.
Еще в 2019 году команда профессора Пэн Ляньмао из Пекинского университета, которая создала высокочистые и высокоплотные массивы углеродных нанотрубок, необходимые для крупномасштабных углеродных интегральных схем, и впервые использовала этот материал для создания углеродных нанотрубных интегральных схем, превосходящих по производительности кремниевые интегральные схемы, до сих пор сталкивается с этой проблемой.
И даже для решения этой проблемы они приступили к созданию специальной промышленной линии исследований и разработок.
Потому что в существующих экспериментальных условиях в школе самые сложные углеродные нанотрубные чипы, которые можно изготовить, имеют интеграцию всего в несколько тысяч, максимум несколько сотен тысяч транзисторов, а размер по-прежнему измеряется в микронах.
Изначально, будь то Intel, Apple, Qualcomm, AMD или другие руководители и инженеры компаний, участвующие в этой презентации продукта, подсознательно считали, что углеродные чипы, изготовленные Институтом Синхай, были созданы с использованием самой базовой технологии наслоения.
И тут вдруг появилась технология трехмерных массивов углеродных нанотрубок, что заставило всех остолбенеть.
Даже президент Intel Пэт Гелсингер невольно сглотнул слюну и пробормотал про себя.
"Как это возможно!?"
"Это невозможно! Я не верю."
Невольно выплеснув свой шок, Гелсингер, с лицом, полным потрясения, тупо уставился на сравнительную диаграмму на большом экране, внезапно вздрогнул и пришел в себя, выражение его лица быстро сменилось с шока на уродливое.
Если это правда, то для Intel и для всей кремниевой полупроводниковой промышленности это будет "настоящей" катастрофой.
Хотя структура и технология производства придают кремниевым чипам трехмерные характеристики, обычно ключевые компоненты чипа расположены на передней стороне чипа, то есть на одной поверхности куба.
Такие технологии, как FinFET и GAA, основаны на этой поверхности и выполняют трехмерную обработку компонентов, успешно улучшая производительность компонентов в диапазоне низких размеров.
А так называемое 3D-наслоение обычно представляет собой параллельное наложение нескольких чипов, что можно понимать как параллельное размещение поверхностей, содержащих компоненты.
Ведь если выполнять технологическую обработку всех шести граней куба, то есть часть поверхностей, содержащих компоненты, расположена вертикально или под определенным углом, возникнет ряд проблем, таких как неравномерность производительности, сложность процесса, низкая надежность и высокая стоимость.
Но с точки зрения производительности, разные грани кристалла куба будут иметь разное состояние поверхности из-за кристаллической структуры и процесса изготовления кристалла, что приведет к тому, что один и тот же компонент будет иметь разную производительность на разных поверхностях.
Это означает, что трехмерные углеродные чипы будут намного превосходить двумерные плоские кремниевые чипы, будь то схемотехника, производительность или функциональность.
Для кремниевых чипов это, без сомнения, настоящий удар по снижению размерности!
Во всех отношениях.
Дыхание во рту постепенно становилось тяжелым, зрачки, потерявшие фокус, невольно расширялись, как капля чернил, упавшая в чистую воду.
Взгляд упал на большой экран на презентации, и хотя из-за рассеянности он уже не мог ясно видеть детали на нем, Пэт Гелсингер все еще чувствовал давление, которое он оказывал.
Неудивительно, что у Хуа есть такая большая уверенность, что она осмелилась заявить на этой пресс-конференции о цели перевернуть весь "рынок кремниевых полупроводников".
Оказывается
Вся причина в этом.