Sepuluh teknologi inti yang belum dikuasai negara saya di bidang semikonduktor.
Industri semikonduktor memiliki struktur "piramida" yang khas. Semakin tinggi tingkat hulu, semakin sedikit perusahaan yang ada, semakin besar nilai output, dan semakin tinggi kesulitan teknisnya. Karena keterlambatan memulai, kurangnya teknologi inti, dan kekurangan tenaga kerja terampil, perkembangan semikonduktor di negara kita sangat terbatas. Karena gagal menguasai teknologi inti, seringkali terhambat oleh negara lain. Hingga saat ini, bidang chip utama masih bergantung pada impor.
Insiden ZTE pada tahun 2018 masih segar dalam ingatan kita! Belum lama ini, Amerika Serikat mengandalkan teknologi dan peralatan semikonduktor inti yang dikuasainya untuk meningkatkan sanksi terhadap Huawei dalam upaya membatasi Huawei dan perkembangan negara kita di bidang teknologi tinggi!
Amerika Serikat telah mengambil tombak "teknologi" mereka dan menusuk kelemahan "kekurangan inti" negara saya. Sembari membunyikan alarm bagi industri semikonduktor negara saya, hal itu juga membuat banyak orang dan perusahaan menyadari bahwa mengandalkan teknologi Amerika tidak dapat diandalkan. Hanya dengan menguasai teknologi inti dan menghilangkan ketergantungan teknologi barulah jalan yang benar!
Saat ini, negara kita telah mengangkat pengembangan industri semikonduktor ke tingkat strategis, menetapkan industri semikonduktor sebagai industri pengembangan kunci nasional, menginvestasikan banyak uang dan talenta untuk mencapai terobosan teknologi, dan berupaya untuk segera memulai jalan penelitian dan pengembangan independen serta swasembada. Yang saat ini masih menunggu terobosan adalah teknologi inti di bidang-bidang berikut.
Mesin fotolitografi kelas atas
Sebagai peralatan inti industri sirkuit terpadu, mesin litografi disebut sebagai "mesin paling canggih dan kompleks yang pernah ada." Saat ini, satu-satunya perusahaan di dunia yang mampu memproduksi mesin litografi kelas atas adalah ASML dari Belanda, sementara Nikon dan Canon dari Jepang memproduksi mesin litografi kelas menengah hingga rendah. Pangsa pasar mereka melebihi 80%.
Sistem fotolitografi merupakan inti dari manufaktur chip. Fotolitografi adalah langkah proses yang paling kompleks dan kritis dalam proses produksi chip semikonduktor. Proses ini memakan waktu dan biaya yang besar. Kesulitan dan poin kunci dalam produksi chip semikonduktor adalah mentransfer diagram rangkaian dari mask ke wafer silikon. Proses ini dicapai melalui fotolitografi. Tingkat proses fotolitografi secara langsung menentukan tingkat proses dan tingkat kinerja chip.
Mesin litografi kelas atas dapat disebut sebagai bunga dari industri optik modern. Mesin-mesin ini sangat sulit untuk diproduksi. Saat ini, mesin litografi ultraviolet ekstrem EUV tercanggih dari ASML dapat menghasilkan chip dengan proses 5nm. Harga satu mesin litografi telah melampaui 100 juta dolar AS. Mesin litografi yang sepenuhnya diproduksi secara independen di Tiongkok saat ini hanya dapat mencapai proses 90nm, yang merupakan kesenjangan yang besar.
Apa kesulitan dalam mengembangkan mesin fotolitografi? Mesin litografi melibatkan banyak teknologi canggih seperti integrasi sistem, optik presisi, gerakan presisi, transmisi material presisi, dan kontrol lingkungan mikro presisi tinggi. Mesin ini merupakan peralatan paling canggih secara teknologi di antara semua peralatan manufaktur semikonduktor. Agar ASML dapat memperoleh teknologi tercanggih di dunia dalam berbagai bagian dari keseluruhan peralatan, lebih dari 90% komponen dalam mesin litografi ASML dibeli dari luar negeri. ASML menggabungkan teknologi paling mutakhir di dunia dalam penelitian dan pengembangan teknologi, seperti teknologi mekanik Jerman, lensa Zeiss terbaik Jerman, sumber cahaya dan peralatan pengukuran Amerika, dll. Dapat dikatakan bahwa mesin litografi kelas atas ASML adalah "produk dari kebijaksanaan manusia."
Produsen internasional terkemuka:ASML (Belanda)
Produsen Tiongkok:SMEE Shanghai Microelectronics
CPU adalah sirkuit terpadu skala sangat besar, yang merupakan inti komputasi dan inti kontrol dari sebuah komputer. Fungsinya terutama untuk menginterpretasikan instruksi komputer dan memproses data dalam perangkat lunak komputer. Unit pemrosesan pusat terutama mencakup unit aritmatika (unit operasi aritmatika dan logika) dan memori cache, serta bus data, kontrol, dan status yang mengimplementasikan koneksi di antara mereka. Bersama dengan memori internal dan perangkat input/output, ini adalah tiga komponen inti dari komputer elektronik. CPU bergantung pada instruksi dari sistem komputasi dan kontrol. Setiap CPU dirancang dengan serangkaian sistem instruksi yang sesuai dengan sirkuit perangkat kerasnya. Kekuatan instruksi juga merupakan indikator penting dari CPU. Set instruksi adalah salah satu alat paling efektif untuk meningkatkan efisiensi mikroprosesor.
Intel dan AMD di Amerika Serikat menguasai hampir seluruh pasar PC global. Bidang aplikasi CPU domestik tidak hanya mencakup bidang profesional seperti perangkat tertanam dan peralatan server, tetapi juga pasar sipil tingkat konsumen. Karena perbedaan besar dalam target layanan dan bidang aplikasi, berbagai jenis CPU domestik memiliki persepsi yang berbeda di hati masyarakat Tiongkok. Misalnya, Feiteng dan Shenwei, yang secara khusus ditargetkan untuk server, tidak begitu dikenal.
CPU berkembang pesat, dan frekuensi utama, daya komputasi, serta konsumsi daya merupakan indikator penting untuk mengukur kinerjanya. Sebagai pendatang baru, tingkat penelitian dan pengembangan Tiongkok selalu jauh tertinggal dari tingkat kemajuan dunia. Misalnya, kinerja Loongson tampaknya selalu tertinggal dari Intel. Loongson adalah CPU serbaguna yang dikembangkan secara independen oleh Institut Teknologi Komputasi, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok. CPU ini menggunakan set instruksi RISC, yang mirip dengan set instruksi MIPS. Namun, keberhasilan pengembangan Loongson telah membantu Kereta Api Cepat Fuxing mencapai 100% produksi dalam negeri, memungkinkan radar fase J-20 generasi keempat dan satelit Beidou dilengkapi dengan inti buatan Tiongkok.
Di bidang CPU mobile, posisi Qualcomm masih tak tergoyahkan. CPU Kirin dari Huawei HiSilicon cukup bagus, meskipun bertumpu pada raksasa Inggris, ARM. Unisoc juga telah membuat beberapa prestasi dalam chip CPU mobile. Namun yang menjengkelkan adalah Amerika Serikat baru-baru ini meningkatkan sanksi terhadap Huawei dalam upaya untuk membatasi pengembangan Huawei di bidang chip semikonduktor. Masa depan CPU Kirin masih belum jelas.
Produsen internasional terkemuka:Intel (AS), AMD (AS)
Produsen Tiongkok:Huawei HiSilicon, Unisoc, Loongson Zhongke (CPU Loongson), Tianjin Feiteng (CPU Feiteng), Shanghai Zhaoxin (CPU Zhaoxin), dll.
Perangkat lunak desain chip EDA
Saat ini terdapat tiga perusahaan perangkat lunak EDA sirkuit terpadu utama di dunia, yaitu Mentor Graphics, Cadence, dan Synopsys. Pangsa pasar ketiga perusahaan Amerika ini di industri EDA hampir membentuk monopoli. Saat ini, satu-satunya penyedia EDA yang dapat mencakup seluruh proses desain dan produksi chip adalah Cadence dan Synopsys.
Produsen dan perancang chip besar seperti Intel, Apple, dan Qualcomm semuanya perlu membeli perangkat lunak EDA dan layanan terkait dari kedua perusahaan ini. Perusahaan perancang chip terkemuka di Tiongkok, Huawei HiSilicon, Yangtze Memory, dan UNISOC semuanya membeli perangkat lunak desain EDA dari perusahaan-perusahaan Amerika ini.
Produsen EDA domestik seperti BGI Jiutian, Xinhe Technology, Guangli Microelectronics, dll., hanya dapat menyediakan beberapa alat desain EDA dan tidak dapat menyediakan alat EDA yang mencakup seluruh rantai industri seperti desain IC, pengkabelan, verifikasi, dan simulasi. Selain itu, kombinasi perangkat lunak EDA domestik dengan teknologi canggih masih kurang baik, dan dukungan untuk chip dengan teknologi canggih masih kurang memadai. Oleh karena itu, kemampuan teknis perusahaan EDA domestik masih jauh dari mampu bersaing dengan perusahaan EDA internasional terkemuka tersebut.
Produsen internasional terkemuka:Mentor Graphics (AS), Cadence (AS), Synopsys (AS)
Produsen Tiongkok:BGI Jiutian, Teknologi Xinhe, Guangli Micro, dll.
DRAM adalah memori akses acak dinamis, memori sistem yang paling umum. Micron dari Amerika Serikat, Samsung dari Korea Selatan, dan SK Hynix menduduki posisi monopoli absolut dan mendominasi pasar DRAM.
Tiga perusahaan chip memori utama Tiongkok, Yangtze Memory, Hefei Changxin, dan GigaDevice, telah mulai merancang dan memproduksi chip memori, yang diharapkan dapat mematahkan monopoli chip memori oleh Korea Selatan, Amerika Serikat, dan Jepang.
Tahun ini, Yangtze Memory berhasil mencapai produksi massal memori flash 3D NAND 64 lapis berdasarkan arsitektur Xtacking. Kemudian, mereka langsung melewati 96 lapis yang umum di industri dan berhasil mengembangkan memori flash 3D NAND 128 lapis.
Hefei Changxin berhasil mencapai produksi massal memori DDR4 8G menggunakan proses 19nm pada tahun 2019, dan akan secara resmi mengkomersialkan memori DDR4 Guangweiyi PRO yang dikembangkan sendiri tahun ini dan memperkenalkannya ke pasar konsumen.
GigaDevice menduduki peringkat pertama dalam pangsa pasar domestik untuk NOR flash dan juga merupakan salah satu dari tiga pemasok NOR flash teratas di dunia. Saat ini, perusahaan tersebut secara bertahap berekspansi ke NAND flash dan secara aktif mengembangkan bisnis DRAM.
DRAM adalah teknologi semikonduktor inti yang paling mungkin diproduksi secara massal di dalam negeri, dan hal ini patut dinantikan.
Produsen internasional terkemuka:Micron (AS), Samsung (Korea Selatan), SK Hynix (Korea Selatan), dll.
Produsen Tiongkok:Penyimpanan Sungai Yangtze, Hefei Changxin, GigaDevice
Chip frekuensi radio ultra tinggi
Chip frekuensi radio merujuk pada komponen elektronik yang mengubah komunikasi sinyal radio menjadi bentuk gelombang sinyal radio tertentu dan mengirimkannya melalui resonansi antena. Arsitektur chip frekuensi radio mencakup dua bagian: saluran penerima dan saluran pengirim. Untuk mode GSM dan TD-SCDMA yang ada, jika terminal mendukung pita frekuensi tambahan, chip frekuensi radionya akan menambahkan saluran penerima yang sesuai, tetapi apakah saluran pengirim baru diperlukan bergantung pada hubungan antara pita frekuensi baru dan pita frekuensi asli.
China adalah produsen telepon seluler terbesar di dunia, tetapi negara ini tidak dapat memproduksi perangkat frekuensi radio telepon seluler kelas atas. Hal ini membutuhkan akumulasi yang solid dalam hal material, proses, dan pengalaman desain. Terdapat banyak perusahaan domestik yang bergerak di bidang chip frekuensi radio kelas bawah dan menengah, dan mereka juga menguasai sebagian besar pasar. Namun, di bidang chip frekuensi radio kelas atas, masih terdapat banyak ruang untuk pertumbuhan.
Produsen internasional terkemuka:Skyworks (AS), Qorvo Verizon (AS), dll.
Produsen Tiongkok:Unisoc, Weijie Chuangxin, Zhongpu Mikro, dll.
CPLD adalah perangkat yang dikembangkan dari perangkat PAL dan GAL. Ukurannya relatif besar dan strukturnya kompleks, dan termasuk dalam lingkup sirkuit terpadu skala besar. Ini adalah sirkuit terpadu digital yang memungkinkan pengguna untuk membangun fungsi logika sesuai kebutuhan mereka sendiri. Metode desain dasarnya adalah menggunakan platform perangkat lunak pengembangan terpadu untuk menghasilkan file target yang sesuai menggunakan diagram skematik, bahasa deskripsi perangkat keras, dan metode lainnya, kemudian mentransfer kode ke chip target melalui kabel unduhan ("pemrograman dalam sistem") untuk mewujudkan sistem digital yang dirancang.
FPGA adalah singkatan dari field programmable gate array, yang merupakan produk pengembangan lebih lanjut berdasarkan perangkat yang dapat diprogram seperti PAL, GAL, dan CPLD. FPGA muncul sebagai sirkuit semi-kustom di bidang sirkuit terpadu khusus aplikasi (ASIC), yang tidak hanya mengatasi kekurangan sirkuit kustom, tetapi juga mengatasi kekurangan jumlah gerbang yang terbatas pada perangkat yang dapat diprogram sebelumnya.
Hambatan untuk memasuki industri FPGA sangat tinggi. Dalam sepuluh tahun terakhir, lebih dari 60 perusahaan termasuk Intel, IBM, Motorola, Philips, Toshiba, dan Samsung telah mencoba terlibat di bidang ini. Kecuali Intel, yang berhasil memasuki bidang ini dengan mengakuisisi Altera senilai US$16.7 miliar, perusahaan lain telah gagal. Di pasar FPGA saat ini, raksasa FPGA semuanya berada di Amerika Serikat, seperti Xilinx, Altera, Lattice, Actel, Atmel, Avago, Cypress, dll., yang masing-masing memiliki senjata rahasia uniknya sendiri. Di antara mereka, Xilinx adalah pemimpin global dalam FPGA, pemimpin dalam puluhan juta gerbang dan 16 nanometer; Actel adalah pelopor anti-fuse dan pelopor produk kelas kedirgantaraan. Produk dari perusahaan lain merupakan chip inti yang sangat diperlukan untuk produk kelas industri, militer, dan kedirgantaraan. Mereka juga merupakan kekurangan dan sumber utama penderitaan bagi negara-negara di seluruh dunia yang terlibat dalam teknologi mutakhir. Di antara mereka, dua perusahaan, Xilinx dan Altera, menguasai 90% pangsa pasar. Terdapat kesenjangan besar antara produsen domestik dan produsen asing dalam hal tingkat teknologi. Meskipun terdapat ratusan produsen FPGA domestik yang bersaing, mereka pada dasarnya tersebar di pasar kelas menengah hingga bawah. Sebagian besar adalah FPGA dengan jumlah gerbang sekitar 10 juta. Meskipun beberapa FPGA dengan jumlah gerbang 20 juta dikembangkan secara independen. FPGA dengan jumlah gerbang 35 juta dari China Electronics Technology dan FPGA dengan jumlah gerbang 70 juta dari China Electronics merupakan terobosan teknologi utama.
Tongchuang terus memimpin pengembangan industri FPGA Tiongkok. Setelah mencapai produksi massal dan pengiriman produk FPGA 10 juta gerbang pertama di Tiongkok, perusahaan ini mempercepat pengembangan dan secara berturut-turut melengkapi dan meningkatkan semua model produk perangkat kelas menengah dan rendah dengan skala kurang dari 30 juta gerbang. Di antaranya, seluruh rangkaian perangkat Logos dan Compact telah diproduksi secara massal. Semua perangkat seri Logos2 dan Titan2 akan diluncurkan ke produksi massal tahun ini, yang dapat memenuhi kebutuhan semua aplikasi kelas menengah dan rendah domestik. Pangsa pasar mencakup sekitar 60%, yang pada dasarnya dapat memenuhi kebutuhan pengembangan industri informasi elektronik Tiongkok yang stabil.
Produsen asing terkemuka:Xilinx (AS), Altera (AS), dll.
Produsen Tiongkok:Shenzhen Unisoc, Shanghai Fudan Microelectronics, Beijing Microelectronics, dll.
Chip DSP merujuk pada chip yang dapat mengimplementasikan teknologi pemrosesan sinyal digital. Bagian dalam chip DSP menggunakan struktur Harvard yang memisahkan program dan data. Chip ini memiliki pengali perangkat keras khusus, banyak menggunakan operasi pipeline, dan menyediakan instruksi DSP khusus yang dapat digunakan untuk mengimplementasikan berbagai algoritma pemrosesan sinyal digital dengan cepat.
Chip DSP telah berkembang pesat sejak kemunculannya. Di satu sisi, mereka mendapat manfaat dari perkembangan sirkuit terpadu, dan di sisi lain, mereka juga mendapat manfaat dari pasar yang sangat besar. Hanya dalam dua dekade, chip DSP telah banyak digunakan dalam pengolahan sinyal, komunikasi, radar, pencitraan, militer, instrumentasi, otomatisasi, dan banyak bidang lainnya.
Saat ini, pasar chip DSP global masih dimonopoli oleh perusahaan-perusahaan raksasa. Texas Instruments, ADI, Freescale, Motorola, dan lain-lain adalah pemimpin di industri ini. Chip DSP domestik baru mulai berkembang belakangan. Pada tahun 2006, Institut Penelitian Tenaga Listrik China ke-14 dan Loongson Corporation bekerja sama untuk mengembangkan chip DSP domestik. Kinerja "Hua Rui No. 1" yang mereka kembangkan pada tahun 2012 lebih baik daripada MPC8640D milik Freescale. Pada tahun 2017, chip DSP domestik "Hua Rui No. 2" memasuki pasar.
Produsen asing terkemuka:TI Texas Instruments (AS), ADI Analog Devices (AS), dll.
Produsen Tiongkok:CLP 14, CLP 38, Hunan Jinxin Electronics, Beijing Zhongxing Mikroelektronika, dll.
Juga dikenal sebagai inti tampilan, prosesor visual, dan chip tampilan, ini adalah mikroprosesor yang khusus menangani komputasi gambar pada komputer pribadi, workstation, konsol game, dan beberapa perangkat seluler (seperti tablet, ponsel pintar, dll.). Tujuannya adalah untuk mengkonversi dan menggerakkan informasi tampilan yang dibutuhkan oleh sistem komputer, menyediakan sinyal pemindaian garis ke layar, dan mengontrol tampilan yang benar. Ini adalah komponen penting yang menghubungkan layar dan motherboard komputer pribadi, dan juga merupakan salah satu perangkat penting untuk "dialog manusia-komputer".
Jika berbicara tentang GPU, hal pertama yang terlintas di benak adalah NVIDIA, yang menguasai lebih dari separuh pasar GPU global, dan GPU AMD juga memiliki tempatnya. Perusahaan GPU Tiongkok belum membentuk skala besar, dan teknologi terkait juga sedang dikembangkan secara aktif. Saat ini, perusahaan domestik yang meneliti GPU meliputi Shanghai Zhaoxin, Huawei, Vivante, Tianshu Zhixin, Huaxia Chip, CoreView, Institut 709 Perusahaan Industri Perkapalan Tiongkok, Institut AVIC 631, dll. Menurut editor Jaringan Teknik Elektronik OFweek, Lingjiu GP101 yang dikembangkan oleh Perusahaan Industri Perkapalan Tiongkok dengan hak kekayaan intelektual yang sepenuhnya independen telah mengisi kekosongan di negara kita di bidang kartu grafis domestik. Lingjiu GP101 adalah chip pemrosesan grafis berkinerja tinggi dan hemat daya. Dibandingkan dengan produsen maju seperti Eropa dan Amerika Serikat, masih ada jalan panjang yang harus ditempuh. Masih ada jalan panjang sebelum dapat mencapai tingkat terdepan di dunia.
Produsen asing terkemuka:Imagination (Inggris), Qualcomm (AS), NVIDIA (AS), AMD (AS), dll.
Produsen Tiongkok:Jingjiawei, Shanghai Zhaoxin
MPU juga disebut mikroprosesor atau unit perlindungan memori. MPU adalah sebuah chip tunggal, sedangkan chipset terdiri dari sekumpulan chip. Pada masa awal, bahkan ada sebanyak 7 atau 8 chip, tetapi sekarang sebagian besar digabungkan menjadi dua chip, yang umumnya disebut chip North Bridge dan chip South Bridge. MPU adalah pusat perhitungan, penilaian, atau kontrol komputer. Beberapa orang menyebutnya sebagai "jantung komputer".
Pemasok seperti Intel, Qualcomm, Samsung, Freescale, MediaTek, dan Spreadtrum adalah pemimpin di pasar ini. Pangsa pasar MPU domestik sangat kecil, hampir nol, dan perusahaan seperti BGI, Huawei, dan Unisoc meningkatkan penelitian dan pengembangan teknologi terkait.
Produsen asing terkemuka:Intel (Inggris), Qualcomm (AS), Freescale (AS), dll.
Produsen Tiongkok:Unisoc, MediaTek
Bahan-bahan manufaktur semikonduktor terutama meliputi wafer silikon, gas elektron, fotomask, bahan kimia pendukung photoresist, bahan pemoles, photoresist, bahan kimia basah, dan target sputtering.
Industri material semikonduktor global masih sepenuhnya didominasi oleh Jepang, Amerika Serikat, Korea Selatan, Jerman, dan negara-negara lain. Material semikonduktor Tiongkok telah membuat terobosan besar di bidang-bidang tertentu seperti target, substrat pengemasan, cairan pemoles, photoresist, dan produk lainnya. Standar teknis beberapa produk telah mencapai tingkat kelas satu dunia, tetapi tingkat keseluruhannya masih jauh tertinggal dari tingkat kelas satu internasional.
Penafian: Artikel ini direproduksi dari "IoT IQ". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Artikel ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan serta mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.
粤公网安备44030002007346号