tag 标签: 半导体

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  • 2017-11-7 23:31
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    进化论主要的论点:物竞天择,适者生存。具体来说,生物之间存在着生存争斗,适应者生存下来,不适者则被淘汰,这就是自然的选择。生物正是通过遗传、变异和自然选择,从低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多地进化着、发展着。我想这个作为题注,再合适不过。近些年,半导体行业,展开了高密度的合并。 这些天半导体圈内,最火爆的莫过于博通收购高通的消息,本文就此浅谈一二观点。首先,下图贴出由IC Insights整理,搜集了自2009年至2016年15项大宗的并购案。 这样的收购的好处,一方面可以抱团取暖,更重要的时利润与规模越来越集中,又对应上了28理论,老大吃肉,老二喝汤,老三嘛,干瞪眼着急,不信你看下图,我不禁要问,share 0.0%是什么鬼。 不服我们再来看CPU X86的市场份额情况,稍微好一点,然而并没有好多少 另一方面,我来划划重点,点出今天的主题,大家请看下图 大家看出来了没有,近20年来,有1/3的超大宗并购案与这两家公司紧密相连。在贴出下面这张最近疯传的PPT,可以看得更为清楚,有没有觉得下图与食物链图片很相似。 博通历史简史说明 博通是全球知名的通信芯片制造商,该公司的首席执行官唐霍克(Hock Tan)一直热衷于并购扩张战略,在过去三年时间里,全球半导体行业发生了大量的并购,而唐霍克也是核心角色之一。 据报道,博通公司的前身是美国电脑巨头惠普公司旗下的一个半导体部门,后来逐步通过一系列并购发展壮大。2016年,Avago科技公司斥资370亿美元收购博通,组建了一个新的博通公司。 HP—Agilent—Avago—LSI—博通 1961年,HP(惠普)成立元器件部。 1999年,HP将医疗和测试仪器部门分拆出来,成立Agilent(安捷伦),元器件部成为了Agilent的半导体产品事业部。 2005年,Agilent将半导体产品事业部分拆,被著名的私募基金KKR以26.6亿美元收购,并独立更名为Avago(安华高)。 2013年,Avago宣布以66亿美元全面收购LSI(艾萨华)。 2015年,Avago收购Braodcom(博通),370亿美元。 多说一句,这些公司很多都是由仙童半导体有名的几个“叛徒”创建。 高通历史简史说明 高通是全世界最大的移动芯片制造商之一,另外拥有海量的移动通信技术专利,依靠专利授权每年获得不菲的收入。在智能手机时代,美国高通已经获得了当年英特尔公司在电脑芯片上的主导地位,高通推出的骁龙芯片,已经在许多国家成为优秀手机芯片的代名词。 在移动芯片领域,高通面临另外一个竞争对手,即台湾地区的联发科,但是联发科实力不足,十分类似在电脑芯片市场和英特尔公司竞争的AMD。 收购后的影响力 开始,对于此收购,大家都还不以为然,感觉很难成功,但是,博通似乎信心满满,不断飞出消息来,似乎有相当的把握。这得益于博通的CEO 陈福阳(Hock E.Tan)。过去三年中,Hock Tan在3000亿美元半导体行业的整合浪潮中发挥了关键作用。他收购了惠普公司旗下一个半导体部门,并通过一系列并购将其打造成全球最大的芯片制造商之一。2016年,他的新加坡公司安华高科技(Avago Technologies ltd.)斥资370亿美元收购了总部位于美国的博通公司。据业内人士称,Hock Tan是资本运营高手,无论在融资、说服董事会或是并购加并购后的整合,他经验都非常丰富,这次由他操盘的收购还是存在成功的可能性。 所以,我们姑且接受这个事实,这样一来,结果非常令人震惊---如果按照去年的销售收入,博通和高通合并而成的新公司,将成为全世界第三大半导体公司,仅次于英特尔和三星电子,达到惊人的51B, 如下图。 同时,这家新公司也将会在手机通信芯片(包括Wi-Fi或者基带芯片)领域占有巨大影响力。之前,全球半导体市场不断出现收购兼并,而高通和博通目前均已经进入了行业前十名。 如此看来,利润与市场份额越来越集中于少数几家大公司里,遗憾地是,甚至前15名都没有大陆的公司,winter is coming。虽然,政府和很多企业都披荆斩棘,投入了大量的人力物力,以及各种集成电路大基金。然而,地冻三尺,非一日之寒,路依旧很长。
  • 2017-5-7 13:38
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    对于半导体,大部分人始终有这样一个印象,以为能买到地球上最先进的设备,你就能够简单地按下开关机器就能给您制造出芯片出来。然后你去工厂参观,看到的印象也感觉确实是这样。因为你看到的只是一台台机器设备摆在你面前,但是你看不到的是机器设备之间的集成互联关系。在《小王子》书中,讲到最重要的东西往往是看不见的。不过漫漫黑夜之中,总有一双眼睛会先看到光明。那此刻,一起去看看那双光明之眼究竟看到了什么? 首先谈下,什么是半导体?高中物理说半导体是指导电性也就是其电阻值介于像金属这样的导体和绝缘体之间的材料,称为半导体。但是在这里,我们说的半导体是指半导体集成电路,也就是我们常说的芯片,英文简称IC(integrate circuit),它是一种基于半导体材料之上,透过集成技术将大量元器件集成到一块小小的硅片上。提到硅,它是目前地球上最多的半导体材料,像沙子的主要元素就是硅。 给出半导体定义同时其最大的优点也已经出来了,那就是可以在极小范围内形成具有一定功能的电路。可不要小看了这个优点,因为它人类现在才能用得上智能手机和平板电脑等数字电子设备。这里给个数据,大家随意感受下。1971年因特尔推出了第一款微处理器“4004”,当时大约集成了2300个10um的晶体管,推算下平均每个晶体管的成本约1美元。按照目前高通推出最新的处理器骁龙835,其里面集成了约30亿个晶体管,按照每个晶体管一美元来算那可是30亿美元,先还不说买不买得起的问题,扛不扛得动也是个问题,计算下芯片长度就是30亿取平方根然后再乘以十微米大概5.4米,所以说如果按照以前的工艺,即使你有钱买得下来也扛不动的。不过现实情况是,我们现在开心地用着骁龙835芯片在家里玩游戏看视频。为什么会这样? 这里必须提到一个人,那就是因特尔的创始人之一戈登摩尔,以它名字命名的摩尔定律指导着一代又一代的半导体人拼命向前,推动整个半导体产业快速发展几十年。摩尔定律其实内容也不多,就是说:晶体管的集成度每3年提高4倍。对于成本而言就是每3年降低4倍。所以现在人们才能使用到如此便宜的手机、平板等数字电子设备。 介绍完半导体的基本内容之后,下面介绍,如何实现半导体的制造?前方技术高能,提前报警。要往下看,读者可得认真看了。号称有500多道高度集成电路工序构建而成,不是开玩笑。好了,不废话了,请往下看。 制造半导体分为3个技术阶段:1、组件技术;2、集成技术;3、批量生产技术。以存储器为例,分别介绍这3个技术阶段内容。 1、组件技术 这是半导体制造工序的最小单位工艺技术。具体有以下技术:在硅片上形成薄膜的成膜技术,在其薄膜上形成抗蚀剂掩膜的光刻技术,按照刻蚀剂掩膜进行加工的刻蚀技术,加工后去除残渣及颗粒(异物)的清洁技术,测定加工后的图形尺寸以及检测是否有缺陷等的检测技术,等等。简单点说就是先在硅片表面形成一层薄膜,保护硅表面,然后如果要对某一具体位置进行操作,这个就需要光刻技术把这个位置给挖出来,然后对这一位置进行你要的操作,也就是刻蚀,之后再做清洁工作,最后就是检查工作。通常需要25~30次反复进行上述操作,才能在硅片上形成你所需要的3维结构。 2、集成技术 将各种组件技术组合起来形成一套工艺流程的技术就是集成技术。对组件技术的组合可以有无穷多种,因为没有限制每一组件技术的应用次数。那如何衡量集成技术的好坏呢?这也正是集成技术的难度所在,如何在短时间内完成从无限的组件技术组合中,制造低成本、满足规格且能流畅运行的工艺流程。 研发人员通常碰到的问题是很难根据最先的计划流程生产出可用的存储器,此时就需要及时作出调整,有时甚至需要重新设计来过。因此一个好的集成技术人员对于企业而言也可谓是一至宝。可谓千军易得一将难求,用在这里也并不为过。相信曾经的台积电大将梁孟松就是此等高手。听说不久梁孟松就要加盟中芯国际,如果真是如此,那真是中芯国际之幸啊! 3、批量生产技术 研发中心将设计出来的工艺流程转交给批量生产部门,这里就涉及到一个工艺复制的问题。我们把基于相同设备的复制称为精确复制,而如果对于设备不同的进行复制则称为基本复制。其实根本没有精确复制,即使是相同型号的设备,在出厂时也会存在微小的性能差异,这个称为机差。尤其是现在进入纳米工艺时代,机差的影响越来越不容忽视。 通常用成品率作为批量生产的指标。成品率是指生产出来的合格产品所占的比率。如果最终的成本品太低,则需要返回到集成技术阶段,再不行甚至需要重新改变组件技术。通常,从研发中心最初制定的工艺流程到形成能使批量生产工厂获得高成品率的工艺流程,通常需要5~10次反复。 所以半导体制造并非只是简单的按下开关那么简单。 对于半导体制造或许应该多一分敬畏。
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    2016-1-28 13:36
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    SoC市场由早前的百花齐放发展到后来的高通、联发科两强独霸,再到如今的三星抢眼、高通失意、联发科乏力、华为等厂商势力崛起。众多厂商的手机芯片增大了用户的选择难度,一颗好的手机芯片到底该是什么样的呢?我们在面对各种核心数的营销轰炸时,如何理性的选择最合适自己的产品是一个重要的课题。 CPU重要但不是全部 CPU(中央处理器)是大家最耳熟能详的参数,从名字中就能看出它对芯片的重要性,甚至于不少人直接把它等同于整颗芯片。实际上,手机芯片更确切的叫法是片上系统(SoC),CPU只是其中的一部分,负责控制运算,直接决定着手机的运行流畅与否。 判断一颗CPU性能如何,普通消费者大多被各种无节操的营销和线下一知半解的销售员带偏了,只关心有多少颗核和多高的主频,然而这些只是构成最终性能表现的一部分,最核心的决定性因素是架构! 目前主流SoC无论出自何手,采用的几乎全是ARM公司的精简指令集架构,区别在于有实力的厂商只采用该公司的ARMv7/v8指令集,自己会再进行架构上的设计,比如苹果和高通就是典型代表。自从A6开始,苹果就开始自行设计CPU架构,一年后的A7更是凭借Cyclone架构成为首款64位的移动处理器,领先业界一年;而高通在32位时代则靠基于ARMv7指令集打造的Krait架构树立了自己江湖一哥的地位,最新的骁龙820则基于ARMv8打造了新架构Kryo。 另一种方案就是直接购买使用ARM设计好的公版架构,我们常见的Cortex-A7/A8/A9/A53/A57/A72就是ARM设计好的架构名称。其中有32位的ARMv7指令集和64位的ARMv8指令集,联发科、海思就是采用公版方案。 举个形象的列子,第一种方案就好比ARM打好了地基,厂商可自由选择怎么建房子,好处是灵活性强,性能、功耗往往控制得比公版架构好,但对金钱、时间、技术都有较高要求。第二种方案相当于ARM不光打好了地基,还把图纸也画好了,厂商买了之后只需要按照图纸施工就可以,能大大降低整颗SoC芯片开发的时间和成本。 不同的架构直接决定了性能的基础,比如市面上千元机里常见的处理器虽然有八个核心、主频超过2GHz,但由于多采用A53低功耗架构,性能方面还不如双核的高性能架构A72,特别在单线程运算能力上更是相形见绌。这也就是为什么,苹果至今坚持双核选择,但性能却一直遥遥领先的根本原因。 其实,这和电脑处理器是一样的,英特尔著名的Tick-Tock战略就是不同年份专注于架构和制程工艺两方面交替提升,最终实现性能的逐年上涨。所以除了架构外,再重要的就是制程工艺了。 制程工艺是指芯片内电路与电路之间的距离,目前主流的工艺是28nm和20nm,最先进的是16/14nm,先进的工艺能减低处理器的耗能和热量,缩小芯片面积,提升性能。理解了这一点,就知道为什么同样是4颗A57+4颗A53的big.LITTLE大小核架构,20nm工艺的骁龙810发热、功耗备受诟病,而14nm的三星Exynos 7420却表现优异的原因。 如果再讲细一点,半导体的制程工艺还可分2D结构的MOSFET(金氧半场效晶体管)和3D结构的FinFET(鳍式场效晶体管),FinFET架构主要是改动了控制电流的闸门,能大幅改善电路控制并减少漏电流。 即便是同样的制程工艺,也可能因为技术改进产生迭代。比如去年苹果A9的代工门风波,理论上更先进的14nm表现却不如台积电的16nm,原因在于三星是从28nm直接跳到14nm LPE工艺,而台积电则按部就班的从28-20-16nm顺序过度,技术相对成熟,良率与漏电控制更好。但三星显然已经吸取了教训,近期推出了第二代14nm LPP工艺,比一代LPE工艺性能提升15%、功耗降低15%,台积电今年也推出了改良版的16nm FinFET+,所以看似相同的工艺也回因为具体版本不同而产生差异。 经过上面的叙述,相信大家已经大体知道如何去判断CPU的好坏,总结起来就是架构和工艺比核心和主频更重要,而高性能架构大幅优于低功耗架构,工艺越先进处理器越强。 【分页导航】 第1页: CPU重要但不是全部 第2页: 游戏核心——GPU 第3页: 通信中枢——基带 第4页: 多媒体性能 游戏核心——GPU 好的CPU只是做好一颗高端芯片的第一步,它虽然让整机运行流畅稳定,但在手机娱乐属性越来越强的今天,特别是年轻人喜欢用手机来代替掌机玩游戏的当下,GPU无疑是更不可忽视的部分。 GPU中文译为图形处理器,关系到图形渲染能力的强弱,直接决定了游戏是否能流畅运行。目前主流的移动GPU厂商有ARM、高通、Imagination Technologies(以下简称Imagination)、NVIDIA四家,其中高通的Adreno和NVIDIA的Maxwell GPU只用在自己的骁龙、Tegra芯片上,所以对外出售的只有ARM Mali、Imagination PowerVR两个系列。 虽然经常有三星、苹果在自研GPU的传闻,但至今为止各芯片厂商都只能购买ARM或Imagination提供的方案集成在芯片中,比如华为海思、三星Exynos采用ARM Mali系列,Imagination PowerVR则多用在苹果A系和联发科芯片中。 由于不同厂商采用的架构不同,比如有统一渲染、分离渲染等区别,所以单凭架构或核心并不能判断移动GPU的性能强弱,业界通常做法是看其三角形输出率和像素填充率,当然自从各类评测软件诞生后,比较就变得更直观了。如果大家记不住各种排名也没关系,了解清楚各厂商的命名规则心中就大致有数了。 通常来说,移动GPU的命名都是有字母加数字构成,如Adreno 530、Mali-T880、PowerVR GT7600等,其中第一位数字一般表示代数,数字越大代数越新;第二位数字代表定位,数字越大性能越强。以上三款GPU就是已经商用的最新最高端型号。不过,ARM的Mali GPU有点特别,除了要看型号外,还得注意核心数(命名最后的MPx,x是多少就代表多少核心),比如麒麟950和Exynos 8890虽然都用了最新的Mali-T880,但麒麟950只有4个核心,而Exynos 8890却有12个核心,性能自然不可同日而语。 【分页导航】 第1页: CPU重要但不是全部 第2页: 游戏核心——GPU 第3页: 通信中枢——基带 第4页: 多媒体性能 通信中枢——基带 手机最核心的作用还是通讯,对于这一点,CPU和GPU再强也无能为力,最终还得看基带。 基带直接决定了手机支持什么样的网络制式,我们用手机打电话、上网、发短信等等,都是通过上层处理系统下发指令给基带部分,并由基带部分处理执行。可以说,基带是整颗芯片中技术含量最高的部分,德州仪器、意法爱立信、NVIDIA等厂商多就因为SoC中没有整合基带或者技术落后被市场淘汰出局。 判断基带的优劣最直观一点就是看它支持的制式和频段多少,一般号称全网通的手机就是采用了高端的基带,从4G的LTE到3G的WCDMA/CMDA/TD-SCDMA再到2G的GSM/EDGE全部制式支持,用户只需购买手机插卡即可使用,不用去费心考虑支不支持、换卡怎么办的问题。 除了制式支持外,4G时代基带的另一个重要特性是LTE的UE接入能力等级,也就是UE能够支持的传输速率,一般用Cat x表示,x的数字越大上传下载的速度就越高。麒麟950遗憾的一点就是用了只支持Cat 6的老基带Balong 720,没用采用最新支持Cat 12/13的Balong 750。 说到基带,这是高通强项,高通在多年前的第一代骁龙处理器S1中就集成了基带,简化了手机的研发难度,加快了周期。最新的骁龙820集成的X12 LTE基带不仅支持全网通,而且LTE接入能力达到了目前最高的Cat 12/13。 【分页导航】 第1页: CPU重要但不是全部 第2页: 游戏核心——GPU 第3页: 通信中枢——基带 第4页: 多媒体性能 多媒体性能 以上三个大件稍微关注电子领域的消费者多少还是知道一些的,相较之下,SoC中的其他多媒体性能反而不怎么显眼,这里我们分类给大家介绍一下。 首先是视频编码器,它关乎着手机最终支持多少格式的编码解码方案,比如ARM的Mali-V550和骁龙820都支持4K分辨率H.265 HEVC格式视频的编解码。有的SoC中还会集成音频解码器,比如联发科。 再来的是显示控制器,它影响着最终手机能上多高分辨率、多少帧率的屏幕,前两天ARM才发布的Mali-DP650就能轻松带起4K分辨率、60FPS帧率的屏幕,除了用在移动设备上外用在4K电视上也没有问题。 最后是关乎拍照录像的图像处理器(ISP),它负责处理影像传感器传回的数据,影响着白平衡、对焦、曝光、噪点抑制、人脸识别、运动补偿等各种基础高级的影像功能。该领域最出名的要数受三星、锤子青睐的富士通Milbeaut方案,但单独加入ISP会加剧功耗、发热、设计的复杂情况,所以目前厂商更倾向于在SoC集成ISP,比如高通、海思、苹果的芯片都是集成的自研技术。 总结 除了CPU、GPU、基带、多媒体四方面,SoC中还有着非常多的组成部分,比如协处理器、电源管理、I/O连接等,看似不受重视,却最终决定了手机能不能快速充电、支不支持最新的LPDDR4/UFS 2.0运存方案、WiFi是否稳定等等情况。所以,普通消费者在选购手机时,不能只看CPU有几个核,而应该综合考虑,看看图形、通信、多媒体性能几何,别被厂商营销牵着鼻子走。就今年而言,已经登场的高端芯片有海思麒麟950,即将登场的是高通骁龙820、三星Exynos 8890和联发科Helio X20,大家在选购产品时可以特别留意。
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    2012-5-10 08:57
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          新年伊始,由美国两家模拟类半导体巨头TI公司和ADI公司共同友情援助,于中国德州成立了旨在以在中国推广模拟半导体器件应用和高端涉及模拟类仪器应用设计为主的的德州模拟器件仪器公司(简称TADI)。这为正在退化的中国模拟应用设计带来了希望,新公司结合ADI蓝色和TI红色,图标以紫色调为主。   展望2011,新的TADI将发挥特长,公司主营业务将以高端涉及模拟电子类的仪器和传感器业务为主,兼营扒鸡。   新公司由业内出名"水级"工程师ni_labview出任总经理,全面负责研发生产销售,公司秉承合作共赢的经营理念广交天下武林豪杰。 声明:本故事纯属虚构,如有雷同,不慎荣幸。  
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    2012-2-16 09:28
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    半导体特性分析实验室、技术开发实验室、 建模 实验室和可靠性实验室经常需要各种不同的源测量仪器,并且需要连接至多个装置。 开关系统 可以确保测试条件和测量具有极高的可靠性。如图1所示,器件引脚与仪器之间的各种连接的可能性使得矩阵成为一种合适的开关配置。   图1:典型的半导体开关系统。   如今的半导体器件都有更加严格的要求,它们往往需要更加理想的器件行为,比如,需要器件在关断时漏电更少。 器件漏电流 发生小幅变化往往是出现制造缺陷和可靠性问题的征兆。这些器件要求往往会形成开关系统要求。   虽然大多数半导体应用都需要灵敏度,但是也并非每个测量都需要。低电流测量需要较长的稳定时间,但是将该时间负担强加到所有的器件可能会造成麻烦。这对于过程控制监控应用来讲特别重要,在这种应用中,必须快速完成测试,以便微调制造工艺,最大限度地减少产品浪费。   吉时利公司为全球半导体厂商提供开关解决方案已有几十年的经验。吉时利最新的大型 707B 型 和 708B 型开关主机 延续了这一传统,这两款开关主机具有新型数字用户界面设计,可提供较高的开关速度,更加简单易用,并且不会干扰开关矩阵卡的低电流灵敏度。 想了解吉时利最新的大型707B型和708B型开关主机更多信息请点击http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix 或关注吉时利微博http://weibo.com/keithley与专家互动 建模http://www.keithley.com.cn/products/localizedproducts/semiconductor/4200scs 半导体开关系统http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys 漏电流如何应对?http://www.keithley.com.cn/llm/a/13.html 707B型开关主机http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix/?mn=707B 708B型开关主机http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix/?mn=708B 
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    一、半导体缺陷1.位错:位错又可称为差排(英语:dislocation),在材料科学中,指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。从几何角度看,位错属于一种线缺陷,可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线,其存在对材料的物理性能,尤其是力学性能,具有极大的影响。产生原因:晶体生长过程中,籽晶中的位错、固-液界面附近落入不溶性固态颗粒,界面附近温度梯度或温度波动以及机械振动都会在晶体中产生位错。在晶体生长后,快速降温也容易增殖位错。(111)呈三角形;(100)呈方形;(110)呈菱形。2.杂质条纹:晶体纵剖面经化学腐蚀后可见明、暗相间的层状分布条纹,又称为电阻率条纹。
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