Công Nghệ & Ứng Dụng

Tại sao chế tạo con chip thật sự khó khăn

Tại sao chế tạo con chip thật sự khó khăn

Wikicabinet – Kênh thông tin tri thức nhân loại kính chào quý độc giả ở kỳ trước chúng tôi đã giới thiệu các chủ đề về:

Nhận dạng khuôn mặt từ góc độ tâm lý-ngữ nghĩa

Kỳ này wikicabinet xin giới thiệu đến độc giả một chủ đề Tại sao chế tạo một con chip thật sự khó khăn. Mời quý độc giả đón theo dõi chủ đề này cùng wikicabinet nhé!

Bạn có biết vì sao chế tạo con chip khó khăn hơn chế tạo hai quả bom nguyên tử và một vệ tinh không? Hãy cùng wikicabinet công nghệ & ứng dụng tìm hiểu chủ đề hấp dẫn này nhé!

Kể từ khi thành lập vào năm 2004, HiSilicon, một công ty con của Huawei, đã nằm trong danh sách TOP 10 các chất bán dẫn toàn cầu trong hơn 10 năm, tốc độ phát triển này chưa từng có trong ngành bán dẫn trong những thập kỷ gần đây. Nhưng nó cũng thu hút sự chú ý của Hoa Kỳ, và trong gần một năm, tiếp tục bị hạn chế bởi những phương tiện như vậy, dẫn đến việc không thể sản xuất 5 chip xử lý nanomet TSMC của Huawei, chip 9000 Kirin có khả năng trở thành tượng đài vĩ đại trong công nghệ bán dẫn.

Hai quả bom nguyên tử và một vệ tinh

Khách quan mà nói, độ khó của hai quả bom nguyên tử và một vệ tinh và con chip không thể so sánh được, vì chúng là những thứ hoàn toàn khác nhau. Bom hạt nhân (như bom nguyên tử, bom khinh khí), tên lửa và vệ tinh . Bom hạt nhân có chế tạo được hay không có một yếu tố rất quan trọng: đó là sản xuất vật liệu hạt nhân . Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, Vương quốc Anh cuối cùng đã chọn hợp tác với Hoa Kỳ vì việc sản xuất nguyên liệu thô không thể theo kịp. Chính vì Heisenberg, người sáng lập ra cơ học lượng tử, đã tính toán sai nguyên liệu thô khiến ông ta nghĩ rằng Đức không đủ nguyên liệu thô, và cuối cùng không có quả bom nguyên tử nào được sản xuất.

Do đó, việc một quốc gia có thể sản xuất được bom nguyên tử hay không phụ thuộc rất lớn vào năng lực điều chế nguyên liệu chế tạo bom hạt nhân . Khi các nước trên thế giới giám sát chặt chẽ các nguyên liệu chế tạo bom hạt nhân, điều này cũng dẫn đến việc nhiều nước không thể làm chủ đủ nguyên liệu chế tạo bom hạt nhân. Do đó, rất ít quốc gia sở hữu vũ khí hạt nhân.

Khó khăn khi chế tạo con chip?

Tuy nhiên, nguyên lý chế tạo con chip hoàn toàn khác so với bom nguyên tử, Chế tạo chip thuộc lĩnh vực sản xuất chính xác, có thể nói là đỉnh cao của công nghệ công nghiệp hiện đại.

Chúng ta thường nghe nói về chip 5 nanomet và chip 7 nanomet. “Nano” ở đây là 10 ^ (- 9) mét , tức là khoảng 10 lần kích thước của nguyên tử. Nó đề cập đến “độ dày của cánh cổng ” trong các chip. đó là một thuật ngữ thích hợp. không sao đâu nếu bạn không hiểu được nó. bạn chỉ cần nhớ rằng hàng trăm triệu transistor có thể được bố trí trên một hạt gạo. Lấy con chip Huawei Kirin 9000 mới nhất, thuộc quy trình 5 nanomet, với 15,3 tỷ bóng bán dẫn được tích hợp trên con chip này.

Để xử lý một con chip như vậy, cần ít nhất hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn quy trình, bao gồm kiến ​​thức về hàng chục lĩnh vực và thiết bị sản xuất liên quan là vô số, bao gồm quang học chính xác, hóa chất chính xác, máy công cụ chính xác và các lĩnh vực công nghệ hàng đầu khác. Nói chung, có ba bước để tạo ra một con chip. Hãy lấy một con chip điện thoại di động làm ví dụ.

Bước 1: Thiết kế

Có một công ty tên là ARM có rất nhiều mô hình cơ bản, các công ty có nhu cầu có thể mua và thiết kế trên mô hình cơ bản này. Phần mềm cần thiết cho việc thiết kế là EDA. Trên thế giới có ba phần mềm EDA. Hai trong số đó là ở Hoa Kỳ và một là công ty của Đức, nhưng có trụ sở chính tại Hoa Kỳ. Nói cách khác, bắt đầu từ thiết kế, một số lượng lớn bằng sáng chế đã nằm trong tay các công ty Hoa Kỳ.

Bước 2: Sản xuất

Bản vẽ sau khi thiết kế xong phải giao lại cho các công ty sản xuất chip, hiện đứng đầu thế giới về lĩnh vực này là TSMC, thiết bị cần thiết để chế tạo được gọi là máy in thạch bản . Máy in thạch bản hàng đầu thế giới đến từ ASML ở Hà Lan. Máy in thạch bản được tích hợp một lượng lớn công nghệ, đòi hỏi các công ty hàng đầu ở nhiều quốc gia khác nhau cung cấp. Do Hoa Kỳ đã tích lũy được nhiều công nghệ trong lĩnh vực này, nên nhiều công nghệ ở đây thuộc về các công ty Mỹ.

Bước thứ ba: Đóng gói và thử nghiệm

Nói một cách thẳng thắn, việc đóng gói và kiểm tra là thêm một lớp vỏ bảo vệ vào con chip, sau đó kiểm tra xem nó có dễ sử dụng hay không. Đây chỉ là phần giới thiệu sơ bộ về ba bước này, chúng thực sự phức tạp hơn nhiều so với bạn nghĩ. Lấy ví dụ về bước sản xuất, trong quá trình sản xuất cũng liên quan đến vấn đề thanh lọc nguyên liệu. Đó là chuyển đổi silicon dioxide thành polysilicon, và sau đó tinh chế polysilicon thành silicon đơn tinh thể, và cuối cùng cắt silicon đơn tinh thể thành các đĩa nhỏ, còn được gọi là: wafer . Nói một cách dễ hiểu, sản xuất là sắp xếp các thành phần trên tấm wafer theo bản vẽ thiết kế. Yêu cầu về độ tinh khiết đối với polysilicon là rất cao và nó cần phải đạt đến 99,999999999%. Công nghệ này được thực hiện tốt hơn ở Nhật Bản và hiện tạo không có nước nào có thể sản xuất wafer có độ tinh khiết như vậy.

Ngoài ra, tấm wafer cần phải đủ phẳng, điều này cũng đòi hỏi sự tích lũy công nghệ lâu dài. Một ví dụ khác: cần có nhiều vật liệu khác trong quá trình sản xuất, chẳng hạn như chất cản quang, loại vật liệu này cũng tốt hơn ở Nhật Bản.

Vì vậy, để tạo ra một con chip thực sự cần rất nhiều công nghệ. Công nghệ này có tính bảo mật cao, liên quan đến các công ty ở nhiều quốc gia, chủ yếu là công ty Mỹ và một số công ty châu Âu, Mỹ và Nhật Bản. Những công nghệ này đã được tích lũy dần trong quá khứ vài thập kỷ, và có những rào cản kỹ thuật cực kỳ mạnh mẽ.

Trong quá khứ, top 10 chất bán dẫn của Huawei HiSilicon đã gây chấn động nhiều nước phương Tây trong hơn 10 năm. Điều này đã khiến Huawei HiSilicon thu hút sự quan tâm của Hoa Kỳ, nhưng điều chúng ta cần biết là Huawei HiSilicon chỉ được thiết kế với phần mềm EDA. A một con chip đủ tốt đã được sản xuất, nhưng vẫn chưa thể tự sản xuất được. Do đó, nếu muốn vượt qua các rào cản kỹ thuật này, việc tự làm chip điện thoại cao cấp là rất khó, không phải một sớm một chiều. Các nhân viên kỹ thuật của đất nước chúng ta sẽ làm việc cùng nhau và dành nhiều năm để khắc phục hàng nghìn, thậm chí hàng chục nghìn vấn đề kỹ thuật. Đây sẽ là một dự án cực kỳ rộng lớn.

Trong kỳ tiếp theo, Wikicabinet  trân trọng mời độc giả đón đọc chủ đề Microsoft: Excel đang trở thành vũ khí tối thượng cho các nhà phát triển.

Nếu có những thắc mắc hay muốn tìm hiểu về bất kỳ chủ đề nào, hãy liên hệ với Wikicabinet bằng cách bình luận ở phía dưới nhé.

Leave a Reply