Bước đột phá trong phần mềm EDA RF nội địa! Viện sĩ Mao Junfa, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, nói về định hướng và con đường đột phá của mạch tích hợp dị thể bán dẫn.

Trang chủ Tin tức Tin tức Công nghiệp Bước đột phá trong phần mềm EDA RF nội địa! Viện sĩ Mao Junfa, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, nói về định hướng và con đường đột phá của mạch tích hợp dị thể bán dẫn.

2022-03-17 286

Ngày 9 tháng 6, tại Hội nghị Bán dẫn Thế giới 2021 và Triển lãm Bán dẫn Quốc tế Nam Kinh, ông Mao Junfa, viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Ủy viên Thường vụ Đảng ủy kiêm Phó Hiệu trưởng Đại học Giao thông Thượng Hải, cho biết mạch tích hợp là ngành công nghiệp có nhu cầu chiến lược quốc gia. Năm 2020, Trung Quốc nhập khẩu mạch tích hợp trị giá 350 tỷ USD (trong đó nhập khẩu dầu mỏ đạt 176 tỷ USD). Các chip cao cấp của nước ta về cơ bản phụ thuộc vào nhập khẩu.

Ảnh: Mao Junfa, viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Ủy viên Thường vụ Đảng ủy kiêm Phó Hiệu trưởng Đại học Giao thông Thượng Hải.

Ông đã chỉ ra cụ thể ba lý do tại sao mạch tích hợp của Trung Quốc đang tụt hậu: 1. Công nghệ thiết kế mạch tích hợp (EDA) còn yếu kém. Hiện nay có nhiều thuật toán nghiên cứu, nhưng chúng rất phân tán, thiếu khả năng lập kế hoạch, tích hợp và hình thành. Khả năng kỹ thuật phần mềm quy mô lớn còn yếu và kinh nghiệm còn hạn chế, người dùng chưa sẵn sàng sử dụng các công cụ phần mềm trong nước; 2. Thiết bị còn lạc hậu, chủ yếu do các yếu tố như năng lực tổng thể và môi trường thị trường; 3. Thiết bị và mạch điện còn yếu kém, vật liệu hiệu năng cao cũng không đáp ứng được yêu cầu; độ chính xác và ổn định của quy trình sản xuất chưa đủ.

Hiện nay, ngay cả khi bạn có tiền, bạn cũng không thể mua được mạch tích hợp. Vào tháng 5 năm 2020, Bộ Thương mại Hoa Kỳ đã công bố các hạn chế toàn diện đối với việc Huawei mua các sản phẩm bán dẫn được sản xuất bằng công nghệ của Hoa Kỳ; vào tháng 4 năm 2021, các nhà lập pháp Hoa Kỳ đã đề xuất kiểm soát xuất khẩu đối với tất cả các công ty sản xuất chip của Trung Quốc có công nghệ dưới 14nm.

Hiện nay, có hai hướng phát triển chính cho chip: một là tiếp tục theo Định luật Moore; hướng còn lại là đi chệch khỏi Định luật Moore. Ai cũng biết rõ về Định luật Moore. Hiện nay chúng ta đang đối mặt với một số thách thức, bao gồm thách thức về giới hạn vật lý, thách thức về phương tiện công nghệ và thách thức về chi phí kinh tế. Chỉ riêng việc tính toán chi phí kinh tế đã là quá lớn. Có nhiều cách để vượt qua Định luật Moore. Viện sĩ Mao Junfa tin rằng một trong những cách đó là mạch tích hợp dị thể.

Mạch tích hợp bán dẫn dị thể sẽ là một trong những con đường khả thi để chip Trung Quốc chiếm lĩnh thị phần.

Viện sĩ Mao Junfa cho biết, mạch tích hợp dị thể bán dẫn được tạo ra bằng cách tích hợp các thiết bị hoặc chip bán dẫn phức hợp hiệu năng cao ở các nút xử lý khác nhau và các thiết bị tích hợp cao chi phí thấp dựa trên silicon vào chip (bao gồm cả các thiết bị hoặc chip quang điện tử), và tích hợp chúng với các linh kiện thụ động hoặc anten thông qua tổng hợp liên kết dị thể hoặc tăng trưởng bên ngoài. Viện sĩ Mao chỉ ra rằng mạch tích hợp dị thể có những đặc điểm nổi bật: thứ nhất, chúng có thể tích hợp những ưu điểm của các vật liệu bán dẫn, quy trình, cấu trúc và linh kiện hoặc chip khác nhau; thứ hai, chúng áp dụng các khái niệm thiết kế hệ thống; thứ ba, chúng ứng dụng các công nghệ tiên tiến như IP và chip nhỏ; chúng có cấu trúc mật độ cao 2.5D hoặc 3D. Mạch tích hợp dị thể có những ưu điểm rõ rệt: thứ nhất, chúng có thể đạt được các chức năng phức tạp mạnh mẽ, hiệu năng tổng thể tuyệt vời và vượt qua giới hạn hiệu năng của một quy trình bán dẫn đơn lẻ; thứ hai, chúng có tính linh hoạt cao, độ tin cậy cao và chu kỳ nghiên cứu và phát triển ngắn; thứ ba, tích hợp ba chiều có thể đạt được sự thu nhỏ và trọng lượng nhẹ; yêu cầu đối với thiết bị bán dẫn tương đối thấp và không bị giới hạn bởi máy in thạch bản EUV.

Ông đặc biệt giới thiệu về mạch tích hợp dị thể sóng milimét. "Sóng milimét là dải tần số từ 30G đến 300G. Nó có băng thông rộng và các thiết bị thu nhỏ, vì vậy nó cũng là hướng đi quan trọng cho sự phát triển của mạch tích hợp dị thể bán dẫn trên thế giới. Có ba lý do đặc biệt khiến ba nhà sản xuất lớn trên thị trường đều có nhu cầu cấp thiết về mạch tích hợp dị thể: Thứ nhất, để đáp ứng nhiều nhu cầu, từ 5G và 6G đến điều hướng hàng không vũ trụ, lái xe không người lái và trí tuệ nhân tạo. Công nghệ sóng milimét được yêu cầu từ thiết bị đến Internet vạn vật; thứ hai, hệ thống sóng milimét bao gồm mạch kỹ thuật số, mạch tương tự và mạch vi sóng tần số vô tuyến, do đó việc tích hợp dị thể càng trở nên cấp thiết; thứ ba, những thách thức và vấn đề mà tính dị thể sóng milimét phải đối mặt ngày càng nghiêm trọng và phức tạp. Do tần số cao và các tham số phân bố, nó phát triển từ "đường bộ" sang "thực địa"; khoảng cách giữa các mô-đun chỉ là micro giây và sự ghép nối chặt chẽ, khiến quá trình thiết kế trở nên phức tạp hơn."

Viện sĩ Mao Junfa chỉ ra rằng ý nghĩa khoa học của việc nghiên cứu mạch tích hợp bán dẫn dị thể là rất quan trọng. Thông qua mạch tích hợp, chúng ta có thể phát triển từ quy trình đồng nhất đơn lẻ hiện nay sang tích hợp nhiều quy trình dị thể, từ tích hợp phẳng hai chiều hiện nay sang tích hợp ba chiều, và từ phương pháp tiếp cận từ trên xuống dưới (TOP-DOWN) sang phương pháp tiếp cận từ dưới lên trên (BOTTOM-UP), để có thể hiện thực hóa các hệ thống phức tạp hiệu năng cao. Giá trị của nó nằm ở chỗ thứ nhất, đó là một hướng đi mới cho sự phát triển của công nghệ tích hợp hệ thống điện tử; thứ hai, đó là một hướng đi mới cho sự phát triển của mạch tích hợp trong kỷ nguyên hậu Moore; và cuối cùng, đó cũng là một cơ hội mới để ngành công nghiệp mạch tích hợp bán dẫn của nước ta chuyển mình và vượt lên trên các xu hướng phát triển khác.

Hoa Kỳ hy vọng rằng thông qua các mạch tích hợp không đồng nhất, họ có thể cải thiện hiệu suất của hệ thống điện lên gấp 10 lần, tăng khả năng và tốc độ phát hiện lên gấp 100 lần, đồng thời giảm kích thước, trọng lượng và mức tiêu thụ điện năng xuống còn 1/100 so với mức hiện tại.

Phần mềm EDA RF trong nước đạt được bước đột phá đáng kể.

Thiết kế là nguồn gốc của chuỗi công nghiệp RF, và phần mềm tự động hóa thiết kế điện tử RF (EDA) là yếu tố then chốt cho thiết kế mạch RF và là nền tảng quan trọng của ngành công nghiệp RF. Tại hội nghị này, Viện sĩ Mao Junfa cho biết, đáp ứng nhu cầu cấp thiết của Trung Quốc về phần mềm EDA mạch RF có thể điều khiển độc lập, một bộ phần mềm mô phỏng EDA RF hoàn chỉnh do nhóm nghiên cứu của Viện sĩ Mao Junfa, Phó Hiệu trưởng Đại học Giao thông Thượng Hải, và Giáo sư Wu Linsheng tự phát triển đã được đưa ra thị trường và giành được một trong mười huy chương vàng khoa học và công nghệ hàng đầu của các trường đại học Trung Quốc. Năm 2020, nhóm nghiên cứu của Mao Junfa tiếp tục giành được một dự án quốc gia về thiết bị đầu cuối tần số vô tuyến 6G.

Viện sĩ Mao Junfa cho biết, nhóm nghiên cứu của ông và nhóm nghiên cứu của Giáo sư Wu Linsheng đã hợp tác với Công ty TNHH Công nghệ Bán dẫn Xinhe (Thượng Hải), và với sự hỗ trợ của Dự án 973 Quốc gia, Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia, Dự án Trọng điểm Quốc gia, Dự án Kế hoạch Nghiên cứu Khoa học của Ủy ban Khoa học và Công nghệ Thượng Hải, v.v., họ đã đề xuất các thuật toán mô hình hóa mô phỏng điện từ và đa vật lý hiệu quả và tự phát triển phần mềm mô phỏng để thực hiện thiết kế cộng tác tự động đa vật lý và đa chức năng của các thiết bị. Dựa trên các kết quả trên, chúng tôi đã cùng nhau thiết lập một thư viện sở hữu trí tuệ (IP) cho các thiết bị thụ động tích hợp và phát triển nhiều sản phẩm. Chúng đã được quảng bá và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như truyền thông di động, truyền thông vệ tinh và mạch tích hợp, và đã đóng góp quan trọng vào việc giúp Trung Quốc phá vỡ thế độc quyền quốc tế trong lĩnh vực phần mềm EDA tần số vô tuyến.

Theo Viện sĩ Mao, họ đã hợp tác với Công ty TNHH Công nghệ Bán dẫn Xinhe (Thượng Hải) và cho ra mắt tổng cộng 48 công cụ phần mềm thương mại EDA RF trong nước và 500 mô hình PDK độ chính xác cao. Hơn nữa, thư viện IP thiết bị thụ động tích hợp tương thích với quy trình của SMIC đã được sản xuất hàng loạt 350 triệu chiếc, về cơ bản đã hiện thực hóa việc điều khiển độc lập các công cụ EDA mạch tích hợp RF thụ động. Hiện nay, loạt phần mềm thương mại EDA RF trong nước được phát triển chung này đang được 200 khách hàng sử dụng trong các ngành công nghiệp bán dẫn, hàng không vũ trụ, radar, truyền thông, ô tô và các ngành khác. Người dùng hệ thống bao gồm ZTE, Huawei, Lenovo, Foxconn, Hualan, China Electronics, AVIC và nhiều công ty khác, và đã được xuất khẩu sang các công ty nổi tiếng quốc tế như Cisco, Intel, IBM, Apple, v.v.

Viện sĩ Mao Junfa cũng chia sẻ những tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực radar nhận dạng cử chỉ 4D, micro radar sóng milimét, radar sóng milimét sinh học, radar tích hợp dị thể băng tần Wi trên chip và bộ lọc băng thông đơn/kép dựa trên công nghệ BCB đa lớp.

Cuối cùng, ông cho biết mục tiêu nghiên cứu trong 5 năm tới tập trung vào các công nghệ cốt lõi, bao gồm công nghệ EDA và phần mềm, trong đó có mô hình đảo ngược cấu trúc và công nghệ hợp tác đa chức năng, đa hiệu năng. Phần mềm có thể phân tích và thiết kế mạch tích hợp dị thể 3 lớp và 6 chip, có thể được kiểm chứng ở tốc độ 325GHz. Những đột phá trong các công nghệ này sẽ cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cốt lõi độc lập cho sự phát triển của cơ sở hạ tầng quốc gia mới và các thiết bị quan trọng như truyền thông di động, Internet vạn vật và radar trong tương lai. Mục tiêu nghiên cứu trong 10 năm tới bao gồm tích hợp quang điện tử và điện tử, điều này khó khăn hơn. Chúng tôi cũng hy vọng sẽ vượt qua được quá trình phát triển dị thể và thương mại hóa hoàn toàn phần mềm.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Electronics Enthusiast". Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả và không đại diện cho quan điểm của Sacco Micro hay ngành công nghiệp. Bài viết chỉ được phép in lại và chia sẻ nhằm mục đích bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn gốc và tác giả khi in lại. Nếu phát hiện vi phạm bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa bỏ.

Số điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Số fax: +86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Quản lý Li

QQ: 332496225 Quản lý Qiu

Địa chỉ: Phòng 809, Tòa nhà C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Khu Longhua Mới, Thâm Quyến

Khi nhu cầu của người dân đối với thiết bị điện tử ngày càng tăng, liệu điốt có thể trở thành xu hướng phát triển trong lĩnh vực điện tử tương lai?

Tiếp

10,000 vôn! ! GaN nội địa lập kỷ lục toàn cầu mới.