Tag: 集成電路

看過《三體》的朋友們，一定還記得那個架空名場面： 馮·諾依曼讓秦始皇安排三千萬個士兵組成的人列計算器，通過士兵舉黑白旗顯現的信號代替了二進位進行運算。 圖片來自《三體》電視劇截圖 別緊張！不用你現在就理解與、或、非門的邏輯門電路。 我們往大了看看計算機的硬體系統基本結構。 拿一台現代計算器的各個硬體部分來具象，就能很好的做一個對應。 輸入設備，譬如滑鼠、鍵盤等； 控制器和運算器，往往合稱為中央處理單元，即 CPU（Central Processing Unit）等； 存儲器，顧名思義，是我們常說的記憶體條和硬碟等； 輸出設備，顯示器、列印機、音響等。 這一套硬體組成系統被稱為馮·諾依曼體系，由這位數學家冠名創立。 但並非他憑空想像而成，而是總結前人經驗所得。 因為在電子計算器普及之前，還經歷了手動計算器和機械計算器的時代。 馮·諾依曼也沿襲著「路徑依賴」這一創造規則，簡稱踩著巨人的肩膀前行。 接下來，咱們就一探究竟。 朋友，請舉例一款計算器，要是你腦子里立刻想到的！ 我想，大多數人腦中浮現的都會是電子計算器，帶電的，能自動計算。 只需要用按鍵輸入數據和運算法則，結果會自動輸出到一塊電子屏上。常見到不起眼…… 如果你湊巧最近還看了點古裝劇，腦中應該還會想到噼里啪啦打得精妙的算盤。 使用算盤進行計算，全由人手在扒拉算珠操作，計算過程靠的也還是我們人腦在記背的珠算口訣，而算珠排布的變化展示的則是其中的寄存結果。 這一類屬於手動計算器，可做不到自動計算。 不賣關子了。這篇文章，我們就聊聊介於這兩者之間的機械計算器。 01、 機械計算器的現代身影 第一次工業革命的代表是用機器取代人力、畜力，人類進入機器時代。第二次工業革命的代表是電力的大規模應用，我們進入了電力時代。 現在我們處在第三次工業革命，各類信息技術和科技創新帶來的現代便利中，更直白點，我們處於一種只一眼是看不懂事物原理的時代。 計算器的發展也跟著上面的時代潮流在發展，經歷了三個階段，從手動計算器到電子計算器，這中間還經歷過機械計算器的階段。 只是這個階段已經被「日新月異」掉了，甚至讓人覺得好像從未展現在我們面前？畢竟，四十歲以下的朋友們出生時，周圍身邊物品全帶電了…我說的是電力。 然而，實際上我們所有人的身邊，都還有機械計算機殘留的熟悉身影。不信就來看看？ 02、後期的機械計算器 我們先來看一款在機械計算器時期比較後期的機器 Divisumma 24，它能以每分鍾 250 次循環的速度依次快速加、減、乘、除運算。 這台由 Marcello Nizzoli 設計的機器於 1963 年 9 月開始在義大利被 Olivetti 公司大批量生產製造。 選它介紹的原因，是這台機械計算器在上個世紀七十年代的市場上足夠成功——共生產了約 600 萬台，也是該公司在全世界銷量最多的機械計算器型號。 正因為是機械計算器時期比較後期的產品，這台機械計算器並非是完全的純機械設計，需要外接一個下圖最右側的 70 瓦蝸杆電機作為動力源進行驅動。 整機內部沒有電路板，也沒有傳感器，沒有任何什麼高科技到令人看不懂的現代元器件。 它有的只是齒輪、彈簧、連動杆等共約 3800 個機械零部件在相互配合著完成工作。 這也說明，在它閃亮登場的時代，這樣的機械工藝水平已然登峰造極。 圖片來自 Multyplus1 操作時，我們只需要輸入要做計算的數字，然後計算的不同階段和輸出結果，都會分成兩種不用顏色的墨水被列印到機器上方的一卷紙帶上。 下圖我們可以通過觀察機器的計算時間，感知到這台機械計算器在不同運算法則下的計算速度。 比如...

6月25日消息，據媒體報導，日前，澳大利亞矽量子計算公司SQC宣布製造出世界上第一個原子級量子集成電路。相關成果論文已發表在最新的《自然》雜誌上。 這是一個包含經典計算機晶片上所有基本組件的電路，但體量是在量子尺度上。 目前，SQC團隊已經使用原子級量子集成電路，精確地模擬了一個小型有機聚乙炔分子的量子態，這將有助於發現和製造新材料。 值得一提的是，這也解開了著名理論物理學家理察·費曼在1959年提出的一個難題：如果想了解自然是如何運作的，那麼就必須能夠控制物質在與其構成的相同尺度下進行研究，這意味著需要在原子尺度下控制物質。 63年後的今天，由新南威爾斯大學教授、SQC創始人Michelle Simmons帶領的團隊證實了費曼的猜想，給出了這一難題的答案。 據了解，聚乙炔是一種聚合物材料，其結構包括單雙鍵交替的共軛結構，目前可用於制備太陽能電池、半導體材料和電活性聚合物等。 來源：快科技

近日，科學家發現了能提高矽光致發光（PL）的方法。矽是所有現代電子產品的核心，同時它在光子發射器和吸收器上的表現非常糟糕。而科學家的這項發現可能為光子集成電路鋪平道路，提升其性能。這篇論文發表在《Laser and Photonics Reviews》雜誌上。 Skolkovo 科學技術研究所的研究人員，同俄羅斯科學院微結構物理研究所、下諾夫哥羅德羅巴切夫斯基國立大學、ITMO 大學、莫斯科國立羅蒙諾索夫大學和 A.M. Prokhorov 普通物理研究所的研究人員共同合作，發現了這個新突破。 在近 80 年來，半導體技術的「自然選擇」導致矽成為了晶片的主要材料。大多數數字微電路是使用互補金屬氧化物半導體技術（CMOS）創建的。但製造商在進一步提高其性能的道路上遇到了一堵牆：由於 CMOS 電路中元素的高密度而導致的熱量釋放。 一個潛在的解決方法是通過將微電路中元素之間的金屬連接換成光學連接來減少熱量的產生：與導體中的電子不同，光子可以在波導中以最小的熱損失進行巨大的距離傳播。 來自 Skolkovo 的高級研究員、該論文的第一作者 Sergey Dyakov 表示：「向 CMOS 兼容的光子集成電路的過渡也將使現代計算機中的晶片內和單個晶片之間的信息傳輸率大幅提高，使其速度更快。不幸的是，矽本身與光的相互作用很弱：它是一個可憐的光子發射器和一個可憐的吸收器。因此，馴服矽以有效地與光互動是一項重要的任務」。 Dyakov 和他的同事們已經成功地使用鍺量子點和一種特殊設計的光子晶體來增強矽基光致發光。他們使用了一種基於連續體中束縛態的諧振器，這是一個從量子力學中借用的想法：這些諧振器在其內部對光產生了有效的限制，因為諧振器內部的電磁場的對稱性與周圍空間的電磁波的對稱性不相符合。 他們還選擇了鍺納米片作為發光源，它可以被嵌入到矽晶片上所需的地方。"使用連續體中的束縛態使發光強度增加了一百多倍，"Dyakov說，並指出它可以使我們獲得兼容CMOS的光子集成電路。 來源：cnBeta

像電腦和智慧型手機這樣的電子設備正在不斷地變薄變小。未來更薄更小的設備所面臨的挑戰之一是減少內部組件和硬體的尺寸，麻省理工學院宣布了一項新的進展，可能使二維電晶體用於更小的微晶片組件。該項目的研究人員認為這一突破可以幫助延續微晶片市場的進展，使摩爾定律得以繼續。 摩爾定律預測，裝入微晶片的電晶體數量可以每兩年翻一番，但物理限制開始減緩這一進展。麻省理工學院的研究人員正在探索使用原子級薄的材料代替矽來製造電晶體。使用二維材料的一個主要挑戰是，將它們與傳統的電子元件連接起來一直很困難。 麻省理工學院、加州大學伯克利分校和多家半導體製造公司的研究人員與其他機構一起，已經找到了一種方法來進行這些所需的電氣連接的方式。這一突破可能有助於將二維材料的潛力推向市場，並改善元件的微型化，從而在不久的將來擴展摩爾定律。 研究人員解決的是半導體設備小型化的最大問題之一，即金屬電極和單層半導體材料之間的接觸電阻。一位研究人員說，這個問題的解決方案相對簡單，需要一種叫做鉍的半金屬元素來代替普通金屬與單層材料連接。 超薄單層材料，如二硫化鉬，一直被視為繞過矽基電晶體技術所遇到的小型化限制的一種可能性。在材料和金屬導體之間建立一個高導電性的界面來連接它們是一項挑戰。電晶體微型化的快速步伐在2000年左右停滯不前，但2007年的一項新發展打破了這一障礙，研究人員認為我們正處於另一個瓶頸的邊緣。 來源：cnBeta

#洞察產業##集成電路# MOSFET中文全稱為金屬氧化物場效應電晶體，是一種特別的半導體功率器件，他既可以單獨作為一個獨立的元器件在電路中發揮作用。同時，如果大量的MOSFET按照一定關係組合在一起，就可以形成所謂的「門電路」系統，具備邏輯計算能力，是電腦CPU、手機晶片等的重要組成部分。是迄今為止，最為成功、應用最為廣泛、製造數量最大的的半導體電晶體，幾乎所有的電子電器設備都離不開MOSFET。此時，不論您是通過手機還是電腦閱讀本文，設備里至少存在了以十億為計量單位數量的MOSFET。 MOSFET是主動型功率器件，即可以人為控制其開/關狀態，實現電路的連通和關斷。相比在電路中始終處於不可控的關斷狀態的傳統二極電晶體，MOSFET的開/關可控並不是簡單的功能提升，而是一個革命性的飛躍。 MOSFET原理最早被提出是在20世紀的30年代，1959年貝爾實驗室埃及裔科學家馬丁阿塔拉博士基於此原理，第一次通過在矽片晶圓上培養出二氧化矽表層發明了MOSFET。而且這個方法成本低、製造方法非常簡單，也為日後的大規模集成電路出現打開了大門。MOSFET的出現宣告了數字電路技術對模擬電路技術的超越，在電路中實現了「0或1」的輸出，這也就是MOSFET具備二進位邏輯運算功能的最基本原理，因此奠定了當今資訊時代的基石。 衡量MOSFET性能的指標主要是三項，即開關頻率、輸出功率和功耗，業界始終在努力追求MOSFET的製程工藝更小、製造成本更低、開關頻率更快、輸出功率更大、驅動功耗更小。目前MOSFET的產品在矽片晶圓材料上的潛力幾乎已經發展到了極限，各大廠商都在向第三代寬禁帶材料SiC碳化矽、GaN氮化鎵上邁進。同IGBT產品一樣，目前全球MOSFET市場基本都美日歐大廠壟斷，中國市場也不例外，特別是高端產品，幾乎全是海外廠商的天下。行業龍頭為英飛凌，安森美、東芝、意法半導體、瑞薩前五大廠商的全球份額占比就超過了60%，被聞泰科技（600745）全資收購的NEX安世半導體憑藉在汽車MOSFET上的實力，躋身前十大。 MOSFET廠商雖然差距較大，但也在努力追趕中，實力較強的有士蘭微（600460）、華潤微（688396）、華微電子（600360）、新潔能（605111）、捷捷微電（300623）等。其中，華潤微是在國內最具競爭實力的綜合功率器件IDM廠商；華微電子的實力僅次於華潤微；新潔能則是國內率先掌握超結技術，並量產SGT MOSFET及超結功率MOSFET的Fabless企業之一。MOSFET是工藝比較先進的功率器件，國內能提供代工的廠商只有華虹（01347HK）、華潤上華、中芯系的企業。這些企業都是功率半導體「替代」的關鍵，可以重點關注。 歡迎持續關注本號的系列文章。 您的關注、點讚及轉發是對本號最大的支持，謝謝！ 來源：kknews集成電路-MOSFET

提起「香港四大天王「——劉德華、張學友、黎明、郭富城這四位知名巨星，相信大家都並不陌生，他們也曾多次同台演出過。但是，如果說，「香港四大天王」響應國家號召，一起開了一家集成電路公司，估計鬼都不會信。 泉能研究院集齊了「香港四大天王「？ 9月22日消息，昨日，業內一家名為泉能先進集成電路產業研究院（濟南）有限公司（以下簡稱「泉能研究院」）突然在很多半導體行業從業者的朋友圈火了，而其引發業內關注的原因則是，其官網（http://www.qnic.com.cn/）介紹當中，其主要的四位高管與「香港四大天王「幾乎同名。 泉能研究院官網顯示，其創始人兼CEO為劉德華，三位副總裁分別為郭富城、黎明明、張學友，當然從個人介紹來看，除了同名之外，又與香港四大天王沒什麼關系。 如果說，一家公司的高管當中，有一位或者兩位與「香港四大天王」同名並不奇怪，但是四位高管都幾乎同名，這就完全不可能了。 所以，幾乎可以肯定，泉能研究院的官網被「黑「了，相關信息被篡改了。 這一點，通過官網的「關於我們」也可以看到，里面寫道「騰訊是全球智能芯片行業的領域的先行者「、「公司創始人、首席執行官陳天石博士」、「2016年推出騰訊1A處理器「。 顯然，這里泉能研究院的公司介紹被改成了寒武紀公司的介紹了，並且寒武紀的名字，也改成了騰訊。顯然，這是可能一場由「黑客攻擊」造成的鬧劇。 不過，並未能聯繫到泉能研究院對此進行進一步確認。而在發稿前，泉能研究院的網站已經無法訪問，應該是發現了網站被黑，所以主動下線了。 泉能研究院是誰？ 根據天眼查的資料顯示，泉能研究院成立於2019年8月30日，注冊資金1億元，實繳資本4900萬元，公司法人代表為曹山。 泉能研究院是一家智能芯片開發商，致力於打造各類智能多媒體芯片、5G、智能終端以及智能機器人的核心處理器芯片。 從泉能研究院的股權結構來看，其為海佑集成電路（山東）有限公司（以下簡稱「海佑集成「）和濟南國資委旗下的濟南高新控股集團有限公司的合資公司（以下簡稱「濟南高新控股」），雙方分別持股51%和49%。海佑集成則是由自然人曹山獨資的企業。 值得注意的是，泉能研究院是泉芯集成電路製造（濟南）有限公司（以下簡稱「濟南泉芯「）的關聯企業，因為，曹山以及濟南國資委旗下的濟南高新控股也都是這兩家企業的股東。 武漢弘芯、濟南泉芯、泉能研究院背後的男人 早在今年6月，就率先獨家曝光了號稱千億投資的武漢弘芯恐將「爛尾」的問題，隨後在8月下旬，武漢市東西湖區政府的一份報告，也正式揭開了弘芯此前一直被捂着的「蓋子「。 ▲近日還通過天眼查發現，曾於2019年7月加盟武漢弘芯的蔣尚義當時曾參股武漢弘芯的股份，但是在2020年7月3日就退出了。 近期，濟南泉芯也引發了業內的關注。因為武漢弘芯和濟南泉芯都曾有着一個共同「推手」——曹山。 根據天眼查資料顯示，武漢弘芯的控股股東是北京光量藍圖。而曹山曾是北京光量藍圖的大股東及法人代表，只不過，曹山在2019年1月退出了北京光量藍圖，不再擔任法人代表、執行董事。 而在退出北京光量藍圖之前，曹山就於2018年11月，在珠海成立了由其持股93%的逸芯集成技術（珠海）有限公司（以下簡稱「逸芯集成「）。法定代表人正是曹山，總經理是夏勁秋。值得注意的是，夏勁秋曾是跟隨梁孟松加盟三星電子的大將之一。 隨後，在2019年1月底，曹山又通過逸芯集成又聯合濟南國資委旗下的兩家子公司——濟南高新控股集團有限公司、濟南產業發展投資集團有限公司，以及濟南集芯產業發展投資合夥企業（有限合夥），共同成立了注冊資本59.5億元的濟南泉芯。 根據資料顯示，泉芯濟南項目總投資高達598億元，計劃建設12英寸12nm/7nm工藝節點的晶圓製造線。項目於2019年第一季度悄悄開工建設，工地位於濟南臨空經濟區，用地面積39公頃。總投資額為590億人民幣項目分兩期建設，一期投資230億，建設月產能7000片的12英寸12nm 生產線；二期投資260億元，擴增月產能23000萬片12納米邏輯芯片；第三期投資100億元，增加1萬片的7nm產能。 在股權結構上，曹山控制的逸芯集成目前持有濟南泉芯41.18%的股權。 另外，根據工商資料顯示，濟南泉芯雖然注冊資本高達59.5億元，但是實繳資本卻只有5.1億元。據AI財經社此前報道稱，這5.1億的注冊資金都是由濟南國資委旗下的兩家子公司出資，曹山控制的逸芯集成則一分未出。 怎麼樣，通過上面的介紹，有沒看出，濟南泉芯的路數與武漢弘芯是否有着異曲同工之妙？ 造「芯」如戲，全靠演技？ 近幾年隨着國家對於集成電路產業的重視和大力扶持，也推動了地方政府及各路資本針對集成電路產業的投資熱潮。在這過程當中，一些二三線地方政府為了政績，也紛紛大把出錢、出地皮、出政策，而一些投機分子也開始利用這一點，忽悠地方政府盲目上馬了不少投資動輒近千億，看似技術高端、前景廣闊的項目，並從中牟利，最終搞出了不少爛尾項目。 比如，已被申請破產的南京德科碼，以及陷入停滯的江蘇淮安德淮半導體。 南京德科碼成立於2015年12月，法人代表為李睿為。而在公司注冊成立之前幾日，德科碼「CMOS 圖像傳感器芯片（CIS）產業園「項目就已經簽約落戶南京經濟技術開發區（下稱「南京開發區」），總投資號稱約25億美元。 2016年6月，南京市政府、南京德科碼以及TowerJazz宣布合作，在南京建設晶圓廠，宣布的總投資額已經達到30億美元。 根據前期規劃，項目將分期建設。一期項目為一座8吋晶圓廠，以電源管理芯片、微機電系統芯片生產為主，預計投產後產能可達4萬片/月；二期項目為8吋晶圓廠1座和12吋晶圓廠1座，預計總投資不低於25億美元，8吋晶圓廠以電源管理芯片、射頻芯片生產為主，投產後產能可達6萬片/月，12吋晶圓廠以自主開發的CMOS圖像傳感器芯片生產為主，投產後產能可達2萬片/月。 不過，由於本身缺乏技術積累，因而走的是技術引進路線，先是從ST手里買到COMS傳感器的相關工藝授權，然後又從安森美半導體買相關專利和技術授權。之後又在日本成立芯片設計公司，並找來了原來日本東芝CMOS圖像傳感器的設計和研發團隊，此外還需要向合作方TowerJazz支付高昂的技術授權費（為德科碼項目提供專業技術、運營及一體化咨詢）。可以說，德科碼在技術上高度依賴海外技術輸入，本身並不具備太強的技術研發能力。 再加上李睿為本身就沒有資金投入，主要是依靠政府的投資，使得德科碼很快就出現了資金問題。2017年，德科碼就持續被爆出欠薪問題。2019年5月，德科碼發布了等同於破產公告的「全體休假「通知。 今年5月，南京德科碼已被提交強制清算與破產申請。 此外，在當初南京政府還在對南京德科碼的投資搖擺不定的時候，2016年1月，李睿為又通過碼揚（上海）微電子科技有限公司計劃出資4000萬與江蘇淮安市政府合作，投資成立了淮安德科碼，並於2016年3月開工建設。 但是在淮安德科碼開工之後，李睿為承諾的投資並未到位，最終李睿為退出。但是李睿此後又以公司名侵權為由起訴了淮安德科碼，「雙德」糾紛期間，剛剛開工的項目停滯，直到2017年淮安政府出資賠償，並改名了德淮半導體之後才重新啟動。 而在今年年初，德淮半導體就已停工，並拖欠了近億元的員工工資，還被踢出江蘇省2020年重大項目名單。可以說，德淮半導體目前已陷入「爛尾「。 李睿與南京德科碼和德淮半導體的戲碼，是否與曹山與武漢弘芯和濟南泉芯戲碼很相似？ 除此之外，還有已陷入停擺的陝西的坤同半導體（號稱總投資400億元），已被爆出騙取騙取國家優惠土地資源搞房地產的河北昂揚微電子項目等。 真的的是，造「芯」如戲，全靠演技啊！ 或許這也解釋了為何，黑客要將濟南泉芯關聯企業——泉能研究院的高管全都改成了「香港四大天王「，這是在諷刺該企業高管的「唱功」和「演技」高啊！ 來源：快科技