פריצת דרך בתוכנת RF EDA מקומית! מאו ג'ונפה, אקדמאי באקדמיה הסינית למדעים, מדבר על הכיוון ופריצת הדרך של מעגלים משולבים הטרוגניים מוליכים למחצה

Home חדשות חדשות התעשייה פריצת דרך בתוכנת RF EDA מקומית! מאו ג'ונפה, אקדמאי באקדמיה הסינית למדעים, מדבר על הכיוון ופריצת הדרך של מעגלים משולבים הטרוגניים מוליכים למחצה

2022-03-17 286

ב-9 ביוני, בכנס העולמי למוליכים למחצה 2021 ובתערוכת המוליכים למחצה הבינלאומית של נאנג'ינג, אמר מאו ג'ונפה, אקדמאי באקדמיה הסינית למדעים, חבר בוועדה הקבועה של ועדת המפלגה וסגן נשיא אוניברסיטת ג'יאו טונג בשנגחאי, כי מעגלים משולבים הם תעשייה אסטרטגית לאומית בעלת ביקוש. בשנת 2020, סין ייבאה מעגלים משולבים בשווי 350 מיליארד דולר (176 מיליארד דולר ביבוא נפט באותה שנה). השבבים המתקדמים של ארצי מסתמכים בעיקר על יבוא.

תמונה: מאו ג'ונפה, אקדמאי של האקדמיה הסינית למדעים, חבר בוועדה הקבועה של ועדת המפלגה וסגן נשיא אוניברסיטת ג'יאו טונג בשנגחאי

הוא ציין במיוחד שלוש סיבות לכך שמעגלים משולבים בסין מפגרים מאחור: 1. EDA מפגרת מאחור. ישנם אלגוריתמי מחקר רבים בשלב זה, אך הם מפוזרים מאוד, ללא יכולות תכנון, אינטגרציה ויצירה. יכולות הנדסת תוכנה בקנה מידה גדול חלשות והניסיון נמוך, והמשתמשים מוכנים להשתמש בכלי תוכנה מקומיים; 2. הציוד מפגר מאחור, בעיקר בשל גורמים כמו יכולות כלליות וסביבת שוק; 3. התקנים ומעגלים מפגרים מאחור, וחומרי ביצועים מפגרים מאחור; ודיוק ויציבות התהליך אינם מספיקים.

עכשיו, אפילו אם יש לכם כסף, אתם לא יכולים לקנות מעגלים משולבים. במאי 2020, משרד המסחר האמריקאי הודיע על הגבלות מקיפות על רכישת מוצרי מוליכים למחצה על ידי וואווי המיוצרים בטכנולוגיה אמריקאית; באפריל 2021, מחוקקים אמריקאים הציעו הגבלות על ייצוא עבור כל חברות השבבים הסיניות מתחת ל-14 ננומטר.

כיום, ישנם שני מסלולי פיתוח עיקריים לשבבים: האחד הוא להמשיך את חוק מור; השני הוא לסטות מחוק מור. כולם מודעים היטב לחוק מור. כעת אנו ניצבים בפני כמה אתגרים, כולל אתגרים למגבלות פיזיות, אתגרים לאמצעים טכנולוגיים ואתגרים לעלויות כלכליות. חישוב החשבונות הכלכליים בלבד הוא גדול מדי. ישנן דרכים רבות לעקוף את חוק מור. האקדמאי מאו ג'ונפה מאמין שאחת הדרכים היא מעגלים משולבים הטרוגניים.

מעגלים משולבים הטרוגניים של מוליכים למחצה יהיו אחד הנתיבים האפשריים עבור שבבים סיניים לעקוף בפינות

האקדמאי מאו ג'ונפה אמר כי מעגלים משולבים הטרוגניים של מוליכים למחצה מושגים על ידי שילוב התקני מוליכים למחצה מורכבים או שבבים בעלי ביצועים גבוהים בצמתי תהליך שונים והתקנים משולבים מאוד מבוססי סיליקון בעלות נמוכה לתוך שבבים (כולל התקנים אופטואלקטרוניים או שבבים), ושילובם עם רכיבים או אנטנות פסיביות באמצעות סינתזת קשרים הטרוגניים או צמיחה חיצונית. האקדמאי מאו ציין כי למעגלים משולבים הטרוגניים יש תכונות יוצאות דופן: ראשית, הם יכולים לשלב את היתרונות של חומרים, תהליכים, מבנים ורכיבים או שבבים שונים של מוליכים למחצה; שנית, הם מאמצים מושגי עיצוב מערכת; שלישית, הם מיישמים טכנולוגיות מתקדמות כגון IP ושבבים קטנים; יש להם מבנים בצפיפות גבוהה 2.5D או 3D. למעגלים משולבים הטרוגניים יש יתרונות ברורים: ראשית, הם יכולים להשיג פונקציות מורכבות עוצמתיות, ביצועים מקיפים מצוינים ולפרוץ את גבולות הביצועים של תהליך מוליך למחצה יחיד; שנית, יש להם גמישות רבה, אמינות גבוהה ומחזורי מחקר ופיתוח קצרים; שלישית, אינטגרציה תלת-ממדית יכולה להשיג מזעור ומשקל קל; הדרישות לציוד מוליכים למחצה הן נמוכות יחסית ואינן מוגבלות על ידי מכונות ליתוגרפיה EUV.

הוא הציג במיוחד מעגלים משולבים הטרוגניים של גל מילימטר. "גל מילימטר הוא פס תדרים מ-30G עד 300G. יש לו רוחב פס רחב והתקנים ממוזערים, ולכן הוא גם כיוון מפתח לפיתוח מעגלים משולבים הטרוגניים של מוליכים למחצה בעולם. ישנן שלוש סיבות מיוחדות לשלושת שחקני השוק העיקריים, והביקוש למעגלים משולבים הטרוגניים דחוף יותר: ראשית, כדי לענות על צרכים רבים, החל מ-5G ו-6G ועד ניווט חלל ועד נהיגה בלתי מאוישת ובינה. טכנולוגיית גלי מילימטר נדרשת מציוד ועד לאינטרנט של הדברים; שנית, מערכות גלי מילימטר כוללות מעגלים דיגיטליים, מעגלים אנלוגיים ומעגלי מיקרוגל בתדר רדיו, ולכן אינטגרציה הטרוגנית דחופה יותר; שלישית, האתגרים והבעיות העומדים בפני הטרוגניות של גלי מילימטר הם חמורים ומורכבים יותר. בגלל התדר הגבוה והפרמטרים המבוזרים, הוא מתפתח מ"כביש" לשדה; המרחק בין המודולים הוא רק מיקרו-שניות והצימוד הדוק, מה שהופך את תהליך התכנון למורכב יותר."

האקדמאי מאו ג'ונפה ציין כי המשמעות המדעית של חקר מעגלים משולבים הטרוגניים של מוליכים למחצה היא משמעותית. באמצעות מעגלים משולבים, אנו יכולים להתפתח מהתהליך הומוגני היחיד הנוכחי לאינטגרציה של תהליכים הטרוגניים מרובים, מהאינטגרציה המישורית הדו-ממדית הנוכחית לאינטגרציה תלת-ממדית, ומ-TOP-DOWN ל-BOTTOM-UP, כך שניתן יהיה לממש מערכות מורכבות בעלות ביצועים גבוהים. ערכו הוא ראשית, דרך חדשה לפיתוח טכנולוגיית אינטגרציה של מערכות אלקטרוניות; שנית, זהו כיוון חדש לפיתוח מעגלים משולבים בעידן שלאחר מור; ולבסוף, זוהי גם הזדמנות חדשה עבור מעגלים משולבים של מוליכים למחצה בארצנו לשנות נתיבים ולעקוף את הפיתוח.

ארצות הברית מקווה שבאמצעות מעגלים משולבים הטרוגניים, היא תוכל לשפר את ביצועי מערכת החשמל פי 10, להגדיל את יכולת הגילוי והמהירות פי 100, ולהפחית את הגודל, המשקל וצריכת החשמל ל-1/100 מהרמה הנוכחית.

פריצת דרך בתוכנת RF EDA מקומית משיגה תוצאות משמעותיות

תכנון הוא המקור לשרשרת תעשיית ה-RF, ותוכנת אוטומציה של תכנון אלקטרוני (EDA) של RF היא המאפשרת תכנון מעגלי RF ואבן יסוד חשובה בתעשיית ה-RF. בכנס זה, אמר האקדמאי מאו ג'ונפה כי בתגובה לצורך הדחוף של סין בתוכנת EDA למעגלי RF הניתנת לשליטה עצמאית, פותחה והוצעה לשוק סט שלם של תוכנות סימולציית RF EDA שפותחו באופן עצמאי על ידי צוות המחקר של מאו ג'ונפה, אקדמאי באקדמיה הסינית למדעים וסגן נשיא אוניברסיטת שנגחאי ג'יאו טונג, ופרופסור וו לינשנג, וזכתה בעשר מדליות הזהב המובילות במדע ובטכנולוגיה באוניברסיטאות סיניות. בשנת 2020, צוות המחקר של מאו ג'ונפה זכה בפרויקט חזיתי נוסף של תדרי רדיו 6G לאומיים.

האקדמאי מאו ג'ונפה אמר כי צוותו וצוות המחקר של פרופסור וו לינשנג שיתפו פעולה עם חברת Xinhe Semiconductor Technology (Shanghai) Co., Ltd., ובתמיכת פרויקט 973 הלאומי, הקרן הלאומית למדעי הטבע, הפרויקט הלאומי הגדול, פרויקט תוכנית המחקר המדעי של ועדת המדע והטכנולוגיה של שנחאי ועוד, הם הציעו אלגוריתמים יעילים למידול סימולציה אלקטרומגנטית ורב-פיזיקלית ופיתחו באופן עצמאי תוכנות סימולציה למימוש תכנון שיתופי אוטומטי רב-פיזיקלי ורב-פונקציונלי של מכשירים. בהתבסס על התוצאות הנ"ל, הקמנו במשותף ספריית קניין רוחני (IP) עבור מכשירים פסיביים משולבים ופיתחנו מגוון מוצרים. הם קודמו ויושמו בתחומים רבים כגון תקשורת סלולרית, תקשורת לוויינית ומעגלים משולבים, ותרמו תרומה חשובה לסין לשבירת המצור הבינלאומי בתחום תוכנת EDA בתדרי רדיו.

לדברי האקדמאי מאו, הם שיתפו פעולה עם Xinhe Semiconductor Technology (Shanghai) Co., Ltd. והוציאו סך של 48 כלי תוכנה מסחריים מקומיים ל-RF EDA ו-500 דגמי PDK מדויקים. יתר על כן, ספריית ה-IP המשולבת שלהם למכשירים פסיביים התואמת לתהליך של SMIC יוצרה בהמוניהם ב-350 מיליון יחידות, מה שמממש למעשה את השליטה העצמאית בכלי EDA פסיביים למעגלים משולבים של RF. כעת, סדרת תוכנות מסחריות מקומיות זו של RF EDA שפותחה במשותף נמצאת בשימוש על ידי 200 לקוחות בתעשיות המוליכים למחצה, תעופה וחלל, מכ"ם, תקשורת, רכב ותעשיות אחרות. בין משתמשי המערכת נמנים ZTE, Huawei, Lenovo, Foxconn, Hualan, China Electronics, AVIC וחברות רבות אחרות, ויוצאה לחברות בעלות שם עולמי כמו סיסקו, אינטל, IBM, אפל וכן הלאה.

האקדמאי מאו ג'ונפה שיתף גם את ההתקדמות האחרונה בתחום מכ"ם זיהוי מחוות 4D, מיקרופונים של מכ"ם גלי מילימטר, מכ"ם גלי מילימטר ביולוגי, מכ"ם משולב על-שבב הטרוגני ב-Wi-band, ומסנני פס מעבר יחיד/כפול המבוססים על טכנולוגיית BCB רב-שכבתית.

לבסוף הוא אמר כי יעדי המחקר בחמש השנים הקרובות מכוונים לטכנולוגיות ליבה, כולל טכנולוגיית ותוכנה של EDA, כולל בנייה הפוכה של מודלים וטכנולוגיית שיתוף פעולה רב-תכליתית רב-תכליתית. התוכנה יכולה לנתח ולתכנן מעגלים משולבים הטרוגניים בעלי 3 שכבות ו-6 שבבים, הניתנים לאימות עד 325GHz. פריצות דרך בטכנולוגיות אלו יספקו תמיכה טכנית ליבה עצמאית לפיתוח תשתיות לאומיות חדשות וחשובות וציוד חשוב כגון תקשורת סלולרית, האינטרנט של הדברים וגילוי מכ"ם בעתיד. יעדי המחקר ב-10 השנים הקרובות כוללים שילוב של אופטואלקטרוניקה ואלקטרוניקה, דבר שקשה יותר. אנו מקווים גם לפרוץ את תהליך הצמיחה ההטרוגני ולמסחור את התוכנה במלואה.

הצהרת אחריות: מאמר זה נכתב על ידי "Electronics Enthusiast". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר ואינו מייצג את דעותיה של Sacco Micro והתעשייה. הוא מיועד להדפסה חוזרת ושיתוף בלבד ותומך בהגנה על זכויות קניין רוחני. אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר לצורך הדפסה חוזרת. אם ישנה הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.

מספר טלפון של החברה: 86-0755-83044319+
פקס/פקס: 86-0755-83975897+
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 מנהל לי

QQ: 332496225 מנהל Qiu

כתובת: חדר 809, בניין C, בניין הטכנולוגיה ז'אנטאו, שדרת מינגז'י מס' 1079, רובע לונגהואה החדש, שנזן

ככל שדרישות האנשים לציוד אלקטרוני ממשיכות לעלות, האם דיודות יכולות להפוך למגמת פיתוח בתחום האלקטרוניקה העתידי?

10,000 וולט! ! GaN מקומי קובע שיא עולמי נוסף