為什么小芯片越來越受歡迎?

最近，英特爾與美國(guó)軍方簽訂了一份利用芯片技術(shù)生產(chǎn)芯片的合同。什么是小芯片，它們?yōu)槭裁磿?huì)流行起來，為什么選擇英特爾來供應(yīng)美國(guó)軍隊(duì)？

什么是小芯片？

在半導(dǎo)體工業(yè)中，晶片是設(shè)計(jì)用來與其他晶片結(jié)合的單晶硅晶片。這些模具可以以不同的方式組合在一起，包括垂直堆疊，然后將這些模具安裝到單個(gè)基板層上，然后封裝。單個(gè)芯片之間的互連可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，包括連接線和使用金屬通孔的直接連接。

使用芯片的半導(dǎo)體器件通常將其設(shè)計(jì)分成主要的子電路，包括模擬前端、處理器、存儲(chǔ)器和GPU。雖然芯片越來越受歡迎，但與使用單個(gè)半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)單片設(shè)計(jì)相比，芯片仍然是一個(gè)利基市場(chǎng)。

為什么小芯片越來越受歡迎？

過去的半導(dǎo)體使用的晶體管尺寸是微米級(jí)的，在這種規(guī)模下，灰塵一般不會(huì)在操作中引起問題；這就是為什么過去的半導(dǎo)體制造廠不需要嚴(yán)格的潔凈室。同樣的半導(dǎo)體對(duì)點(diǎn)缺陷也更有彈性，因此過去的模具更容易批量生產(chǎn)。

然而，目前晶體管的規(guī)模，現(xiàn)在在10納米以下，這意味著半導(dǎo)體鑄造廠需要非常干凈，空氣中的灰塵要盡可能少（每立方米空氣中至少要有10個(gè)灰塵顆粒）。這是因?yàn)閴m埃粒子降落在10nm晶體管上不僅會(huì)損壞該晶體管，而且會(huì)因塵埃粒子的大小而影響附近數(shù)千個(gè)晶體管（記住，塵埃粒子比10nm晶體管大幾個(gè)數(shù)量級(jí)）。小型晶體管面臨的第二個(gè)問題是半導(dǎo)體中的單個(gè)點(diǎn)缺陷可能導(dǎo)致晶體管故障。因此，一個(gè)有著難以置信的小晶體管的芯片，其晶體結(jié)構(gòu)幾乎不能有任何點(diǎn)缺陷，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致芯片出現(xiàn)故障的可能性很高。

提高晶體管尺寸較小的芯片的產(chǎn)量可以通過減小芯片的總尺寸來實(shí)現(xiàn)；但是，這會(huì)導(dǎo)致安裝在單個(gè)芯片上的晶體管更少。如果每個(gè)芯片的物理尺寸增加，它將允許更多的晶體管，因此更強(qiáng)大的電路，但結(jié)果是每個(gè)芯片的成本增加，因?yàn)楦嗟男酒蚬收隙粊G棄。

一個(gè)解決方案是使用小芯片，這是一個(gè)已經(jīng)開始變得越來越流行的解決方案。小芯片，是更小的功能芯片，可以利用現(xiàn)代的10納米以下晶體管功能，允許強(qiáng)大的復(fù)雜功能。盡管如此，終端設(shè)備將多個(gè)芯片集成到一個(gè)單獨(dú)的封裝中，最終的結(jié)果是一個(gè)功能強(qiáng)大、晶體管數(shù)量高的設(shè)備，從而減少了失敗芯片的數(shù)量。這反過來又降低了模具的最終成本，并使產(chǎn)量最大化。

為什么美軍選擇英特爾作為芯片供應(yīng)商？

最近，英特爾與美國(guó)軍方簽訂了第二階段合同，通過先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，幫助他們提供下一代軍事技術(shù)。該項(xiàng)目將利用英特爾在俄勒岡州和亞利桑那州的工廠，并將利用英特爾的芯片技術(shù)。芯片技術(shù)的使用不僅允許在使用低于10nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)時(shí)提供更經(jīng)濟(jì)的解決方案，而且還允許將其他制造商設(shè)計(jì)的模具集成到一個(gè)單獨(dú)的定制封裝中，從而允許高度特定的應(yīng)用充分利用半導(dǎo)體器件。

雖然英特爾尚未公布該計(jì)劃的美元數(shù)字，但美國(guó)軍方選擇英特爾的理由已經(jīng)很好地確定。目前，世界上近75%的半導(dǎo)體器件都是在亞洲制造的。隨著中美關(guān)系最近的緊張，部分企業(yè)有興趣將制造業(yè)轉(zhuǎn)移回美國(guó)。這對(duì)于那些希望確保其產(chǎn)品在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)并擁有可信供應(yīng)鏈的軍隊(duì)來說也非常重要。雖然許多美國(guó)公司可以制造半導(dǎo)體，但英特爾是三家能夠制造高端芯片設(shè)計(jì)的公司之一，另外兩個(gè)是TSMC和三星，后兩者都位于亞洲。

總體而言，英特爾是一家美國(guó)公司，其制造設(shè)施位于當(dāng)?shù)?，他們生產(chǎn)高端處理器的能力，具有業(yè)界領(lǐng)先的包裝技術(shù)，使他們能夠生產(chǎn)一些世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體。
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