پیشرفت نرم‌افزار RF EDA داخلی! مائو جونفا، عضو آکادمی علوم چین، در مورد جهت و مسیر پیشرفت مدارهای مجتمع ناهمگن نیمه‌هادی صحبت می‌کند.

خانه اخبار اخبار صنعت پیشرفت نرم‌افزار RF EDA داخلی! مائو جونفا، عضو آکادمی علوم چین، در مورد جهت و مسیر پیشرفت مدارهای مجتمع ناهمگن نیمه‌هادی صحبت می‌کند.

2022-03-17 285

در تاریخ ۹ ژوئن، در کنفرانس جهانی نیمه‌رساناها ۲۰۲۱ و نمایشگاه بین‌المللی نیمه‌رساناهای نانجینگ، مائو جونفا، عضو آکادمی علوم چین، عضو کمیته دائمی کمیته حزب و معاون رئیس دانشگاه شانگهای جیائو تونگ، گفت که مدارهای مجتمع یک صنعت تقاضای استراتژیک ملی هستند. در سال ۲۰۲۰، چین مدارهای مجتمع به ارزش ۳۵۰ میلیارد دلار آمریکا (۱۷۶ میلیارد دلار واردات نفت در همان سال) وارد کرد. تراشه‌های پیشرفته کشور من اساساً به واردات متکی هستند.

تصویر: مائو جونفا، عضو آکادمی علوم چین، عضو کمیته دائمی حزب و معاون رئیس دانشگاه جیائو تونگ شانگهای

او به طور خاص به سه دلیل عقب ماندن مدارهای مجتمع چین اشاره کرد: ۱. EDA عقب مانده است. در این مرحله الگوریتم‌های تحقیقاتی زیادی وجود دارد، اما بسیار پراکنده هستند و هیچ قابلیت برنامه‌ریزی، ادغام و شکل‌گیری ندارند. قابلیت‌های مهندسی نرم‌افزار در مقیاس بزرگ ضعیف و تجربه کم است و کاربران مایل به استفاده از ابزارهای نرم‌افزاری داخلی هستند. ۲. تجهیزات عقب مانده‌اند که عمدتاً به دلیل عواملی مانند قابلیت‌های کلی و محیط بازار است. ۳. دستگاه‌ها و مدارها عقب مانده‌اند و مواد عملکردی عقب مانده‌اند. و دقت و پایداری فرآیند ناکافی است.

حالا، حتی اگر پول هم داشته باشید، نمی‌توانید مدارهای مجتمع بخرید. در ماه مه ۲۰۲۰، وزارت بازرگانی ایالات متحده محدودیت‌های جامعی را برای خرید محصولات نیمه‌هادی تولید شده با فناوری ایالات متحده توسط هواوی اعلام کرد؛ در آوریل ۲۰۲۱، قانون‌گذاران ایالات متحده پیشنهاد کنترل صادرات را برای همه شرکت‌های تراشه‌سازی چینی زیر ۱۴ نانومتر ارائه دادند.

در حال حاضر، دو مسیر اصلی برای توسعه تراشه‌ها وجود دارد: یکی ادامه قانون مور است؛ دیگری انحراف از قانون مور. همه به خوبی از قانون مور آگاه هستند. اکنون ما با چالش‌هایی از جمله چالش‌های مربوط به محدودیت‌های فیزیکی، چالش‌های مربوط به ابزارهای فناوری و چالش‌های مربوط به هزینه‌های اقتصادی روبرو هستیم. محاسبه حساب‌های اقتصادی به تنهایی بسیار بزرگ است. راه‌های زیادی برای دور زدن قانون مور وجود دارد. مائو جونفا، استاد دانشگاه، معتقد است که یکی از این راه‌ها، مدارهای مجتمع ناهمگن است.

مدارهای مجتمع ناهمگن نیمه‌هادی یکی از مسیرهای ممکن برای تراشه‌های چینی جهت تسلط بر بازار خواهد بود.

مائو جونفا، استاد دانشگاه، گفت که مدارهای مجتمع ناهمگن نیمه‌هادی، با ادغام دستگاه‌ها یا تراشه‌های نیمه‌هادی مرکب با عملکرد بالا در گره‌های فرآیندی مختلف و دستگاه‌های بسیار یکپارچه کم‌هزینه مبتنی بر سیلیکون در تراشه‌ها (هر دو شامل دستگاه‌ها یا تراشه‌های اپتوالکترونیکی) و ادغام آنها با اجزای غیرفعال یا آنتن‌ها از طریق سنتز پیوند ناهمگن یا رشد خارجی، حاصل می‌شوند. استاد دانشگاه مائو خاطرنشان کرد که مدارهای مجتمع ناهمگن ویژگی‌های برجسته‌ای دارند: اول، آنها می‌توانند مزایای مواد، فرآیندها، ساختارها و اجزای یا تراشه‌های نیمه‌هادی مختلف را ادغام کنند؛ دوم، آنها مفاهیم طراحی سیستم را اتخاذ می‌کنند؛ سوم، آنها از فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند IP و تراشه‌های کوچک استفاده می‌کنند؛ آنها ساختارهای 2.5 بعدی یا 3 بعدی با چگالی بالا دارند. مدارهای مجتمع ناهمگن مزایای آشکاری دارند: اول، آنها می‌توانند به عملکردهای پیچیده قدرتمند، عملکرد جامع عالی دست یابند و از محدودیت‌های عملکرد یک فرآیند نیمه‌هادی واحد عبور کنند؛ دوم، آنها انعطاف‌پذیری زیادی، قابلیت اطمینان بالا و چرخه‌های تحقیق و توسعه کوتاه دارند؛ سوم، ادغام سه‌بعدی می‌تواند به کوچک‌سازی و سبک وزنی دست یابد؛ الزامات تجهیزات نیمه‌هادی نسبتاً کم است و توسط ماشین‌های لیتوگرافی EUV محدود نمی‌شود.

او به طور خاص مدارهای مجتمع ناهمگن موج میلی‌متری را معرفی کرد. "موج میلی‌متری یک باند فرکانسی از 30 G تا 300 G است. این موج پهنای باند وسیعی دارد و دستگاه‌های آن کوچک شده‌اند، بنابراین یک جهت کلیدی برای توسعه مدارهای مجتمع ناهمگن نیمه‌هادی در جهان نیز محسوب می‌شود. سه دلیل خاص برای سه بازیگر اصلی بازار وجود دارد و تقاضا برای مدارهای مجتمع ناهمگن فوری‌تر است: اول، برای برآورده کردن بسیاری از نیازها، از 5G و 6G گرفته تا ناوبری هوافضا، رانندگی بدون سرنشین و هوش. فناوری موج میلی‌متری از تجهیزات گرفته تا اینترنت اشیا مورد نیاز است. دوم، سیستم‌های موج میلی‌متری شامل مدارهای دیجیتال، مدارهای آنالوگ و مدارهای مایکروویو فرکانس رادیویی هستند، بنابراین ادغام ناهمگن فوری‌تر است. سوم، چالش‌ها و مشکلاتی که ناهمگنی موج میلی‌متری با آن مواجه است، شدیدتر و پیچیده‌تر است. به دلیل فرکانس بالا و پارامترهای توزیع‌شده، از "جاده" به میدان تکامل می‌یابد. فاصله بین ماژول‌ها فقط میکروثانیه است و اتصال محکم است که فرآیند طراحی را پیچیده‌تر می‌کند.

مائو جونفا، استاد دانشگاه، خاطرنشان کرد که اهمیت علمی مطالعه مدارهای مجتمع ناهمگن نیمه‌هادی قابل توجه است. از طریق مدارهای مجتمع، می‌توانیم از فرآیند همگن واحد فعلی به ادغام چندین فرآیند ناهمگن، از ادغام مسطح دو بعدی فعلی به ادغام سه‌بعدی و از بالا به پایین به بالا توسعه یابیم، به طوری که سیستم‌های پیچیده با کارایی بالا قابل تحقق باشند. ارزش آن اولاً راهی جدید برای توسعه فناوری ادغام سیستم‌های الکترونیکی است؛ ثانیاً، جهت جدیدی برای توسعه مدارهای مجتمع در دوران پس از مور است؛ و در نهایت، فرصتی جدید برای مدارهای مجتمع نیمه‌هادی کشورمان برای تغییر مسیر و پیشی گرفتن از توسعه است.

ایالات متحده امیدوار است که از طریق مدارهای مجتمع ناهمگن، بتواند عملکرد سیستم قدرت را 10 برابر بهبود بخشد، قابلیت تشخیص و سرعت را 100 برابر افزایش دهد و اندازه، وزن و مصرف برق را به 1/100 سطح فعلی کاهش دهد.

دستیابی به موفقیت چشمگیر در نرم‌افزار RF EDA داخلی

طراحی منبع زنجیره صنعت RF است و نرم‌افزار اتوماسیون طراحی الکترونیکی RF (EDA) عامل توانمندساز طراحی مدار RF و سنگ بنای مهم صنعت RF است. در این کنفرانس، مائو جونفا، عضو آکادمی، گفت که در پاسخ به نیاز فوری چین به نرم‌افزار EDA مدار RF قابل کنترل مستقل، مجموعه‌ای کامل از نرم‌افزار شبیه‌سازی RF EDA که به‌طور مستقل توسط تیم تحقیقاتی مائو جونفا، عضو آکادمی علوم چین و معاون رئیس دانشگاه شانگهای جیائو تونگ، و پروفسور وو لینشنگ توسعه داده شده و به بازار عرضه شده است، ده مدال طلای برتر علم و فناوری را در دانشگاه‌های چین از آن خود کرده است. در سال 2020، تیم تحقیقاتی مائو جونفا برنده یک پروژه ملی دیگر در زمینه فرکانس رادیویی 6G شد.

مائو جونفا، عضو آکادمیسین، گفت که تیم او و تیم تحقیقاتی پروفسور وو لینشنگ با شرکت فناوری نیمه‌رسانای شینهه (شانگهای) همکاری کردند و با حمایت پروژه ملی ۹۷۳، بنیاد ملی علوم طبیعی، پروژه بزرگ ملی، پروژه طرح تحقیقات علمی کمیسیون علوم و فناوری شانگهای و غیره، الگوریتم‌های مدل‌سازی شبیه‌سازی الکترومغناطیسی و چندفیزیکی کارآمدی را پیشنهاد کردند و به‌طور مستقل نرم‌افزار شبیه‌سازی را برای تحقق طراحی مشارکتی خودکار چندفیزیکی و چندمنظوره دستگاه‌ها توسعه دادند. بر اساس نتایج فوق، ما به‌طور مشترک یک کتابخانه مالکیت معنوی (IP) برای دستگاه‌های غیرفعال یکپارچه ایجاد کردیم و محصولات متنوعی را توسعه دادیم. این محصولات در زمینه‌های بسیاری مانند ارتباطات سیار، ارتباطات ماهواره‌ای و مدارهای مجتمع ترویج و به کار گرفته شده‌اند و سهم مهمی در شکستن محاصره بین‌المللی چین در زمینه نرم‌افزار EDA فرکانس رادیویی داشته‌اند.

به گفته‌ی استاد دانشگاه مائو، آنها با شرکت فناوری نیمه‌رسانای شینهه (شانگهای) همکاری کرده‌اند و در مجموع ۴۸ ابزار نرم‌افزاری تجاری RF EDA داخلی و ۵۰۰ مدل PDK با دقت بالا منتشر کرده‌اند. علاوه بر این، کتابخانه IP یکپارچه دستگاه غیرفعال آنها که با فرآیند SMIC سازگار است، ۳۵۰ میلیون قطعه تولید انبوه کرده است که اساساً کنترل مستقل ابزارهای EDA مدار مجتمع RF غیرفعال را محقق می‌سازد. اکنون، این سری از نرم‌افزارهای تجاری RF EDA داخلی که به طور مشترک توسعه یافته‌اند، توسط ۲۰۰ مشتری در صنایع نیمه‌رسانا، هوافضا، رادار، ارتباطات، خودرو و سایر صنایع استفاده می‌شود. کاربران سیستم شامل ZTE، هواوی، لنوو، فاکسکان، هوالان، چاینا الکترونیکس، AVIC و بسیاری از شرکت‌های دیگر هستند و به شرکت‌های مشهور بین‌المللی مانند سیسکو، اینتل، آی‌بی‌ام، اپل و غیره صادر شده است.

مائو جونفا، استاد دانشگاه، همچنین آخرین پیشرفت‌ها در رادار تشخیص حرکت چهاربعدی، میکروفون‌های راداری موج میلی‌متری، رادار موج میلی‌متری بیولوژیکی، رادار روی تراشه یکپارچه ناهمگن وای‌باند و فیلترهای تک/دو باند عبور مبتنی بر فناوری BCB چندلایه را به اشتراک گذاشت.

او در نهایت گفت که اهداف تحقیقاتی در پنج سال آینده معطوف به فناوری‌های اصلی، از جمله فناوری و نرم‌افزار EDA، از جمله ساخت معکوس مدل و فناوری همکاری چندمنظوره با عملکرد چندگانه است. این نرم‌افزار می‌تواند مدارهای مجتمع ناهمگن ۳ لایه و ۶ تراشه‌ای را تجزیه و تحلیل و طراحی کند که می‌توانند تا ۳۲۵ گیگاهرتز تأیید شوند. پیشرفت در این فناوری‌ها، پشتیبانی فنی اصلی مستقلی را برای توسعه زیرساخت‌های ملی جدید و تجهیزات مهم مانند ارتباطات سیار، اینترنت اشیا و تشخیص رادار در آینده فراهم خواهد کرد. اهداف تحقیقاتی در ۱۰ سال آینده شامل ادغام الکترونیک نوری و الکترونیک است که دشوارتر است. ما همچنین امیدواریم که از فرآیند رشد ناهمگن عبور کنیم و نرم‌افزار را به طور کامل تجاری کنیم.

سلب مسئولیت: این مقاله از "Electronics Enthusiast" کپی شده است. این مقاله فقط بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است و بیانگر دیدگاه‌های Sacco Micro و صنعت نیست. این مقاله فقط برای چاپ مجدد و اشتراک‌گذاری است و از حمایت از حقوق مالکیت معنوی پشتیبانی می‌کند. لطفاً منبع اصلی و نویسنده را برای چاپ مجدد ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.

شماره تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی

QQ: 332496225 مدیر کیو

آدرس: اتاق ۸۰۹، ساختمان C، ساختمان فناوری ژانتائو، پلاک ۱۰۷۹ خیابان مینزی، منطقه جدید لونگهوا، شنژن

قبلی

با توجه به افزایش نیاز مردم به تجهیزات الکترونیکی، آیا دیودها می‌توانند به روند توسعه در حوزه الکترونیک آینده تبدیل شوند؟

بعدی

۱۰۰۰۰ ولت! ! گالیوم نیترید گالیم داخلی رکورد جهانی دیگری را ثبت کرد