У 2019 році у Берліні, Німеччина, було відкрито Міжнародне шоу споживчої електроніки (IFA2019). Як ми і очікували, Huawei сьогодні провів на IFA2019 новий запуск продукту, запустивши останні продукти своєї власної серії мікросхем Kirin, а саме Kirin 990 та Kirin 990 5G. Серед них більшість технічних характеристик першого у світі флагманського 5G SoC - Kirin 990 5G та Kirin 990 однакові. Окрім підтримки 5G, між ними є лише невелика різниця.

Параметри Huawei Kirin 990

Kirin 990 5G - перший у світі флагманський 5G SoC, запущений Huawei. Це найменше в галузі рішення для мобільних мікросхем 5G. Спираючись на найдосконаліший у галузі 7nm + EUV процес, 5G модем вперше інтегрується в SoC. Він перший, хто підтримав подвійну архітектуру NSA / SA та повночастотний діапазон TDD / FDD. Виходячи з чудової можливості 5G підключення Baron 5000, Kirin 990 5G досягає провідної швидкості завантаження 2.3Gbps в діапазоні Sub-6GHz з піковою швидкістю 1.25Gbps.

Цей чіп - перший флагманський SoC з архітектурою NPU архітектури DaVinci. Його інноваційний дизайн великого ядра NPU + архітектура мікроядер NPU ідеально підходить для чудової продуктивності та енергоефективності для великих сценаріїв обчислень. Що стосується процесора, то Kirin 990 використовує триядерну енергоефективну архітектуру з двома великими ядрами + двома середніми ядрами і чотирма малими ядрами з максимальною частотою 2.86 GHz. Графічний процесор оснащений ядром 16 Mali-G76. Новий системний кеш на рівні системи реалізує інтелектуальне завантаження, що економить пропускну здатність і зменшує енергоспоживання.

Що стосується ігор, то Kirin 990 5G оновлюється до Kirin Gaming + 2.0 для досягнення ефективної співпраці апаратних основ та рішень. Що стосується фотографії, Kirin 990 5G приймає новий ISP 5.0 і вперше підтримує технологію однооборотного апаратного зменшення шуму на мобільному чіпі BM3D (Block-Matching і 3D-фільтрація). В результаті сцена темного світла стає яскравішою і чіткішою. Більше того, ця мікросхема постачається з першою у світі технологією спільного зменшення шуму з двома доменами. Обробка шуму відео більш точна, зйомка відео не містить страху перед темними сценами. Технологія відтворення відео в режимі реального часу заснована на сегментації AI. Відеозапис регулює кольоровий кадр за кадром, а відео на смартфоні представляє текстуру фільму. HiAI Open Architecture 2.0 знову оновлено. Рамка та сумісність операторів досягли найвищого рівня в галузі. Кількість операторів - до 300+. Він підтримує всі основні моделі фреймворку в галузі, надаючи розробникам більш потужний і повний ланцюжок інструментів і дозволяє розробляти додатки AI.

Які переваги це приносить?

Поглянувши на основні характеристики чіпа серії Kirin 990, ви побачите, що першим важливим технічним моментом Kirin 990 5G є технологічна технологія, що використовує літографію 7nm + EUV нового покоління. Дійсно, для чіпа його процес часто є першою турботою шанувальників. То що означає вузол 7nm +, який використовується Kirin 990 5G? Що таке так звана технологія літографії EUV? Давайте копаємо глибше.

Ми вважаємо, що ви все ще пам’ятаєте, що Kirin 980, випущений минулого року, є першим у світі мобільним чіпом, що використовує технологію 7nm. Після цього 7nm стає стандартом флагманського мобільного чіпа. Але насправді 7-нм чип, який ми використовували на смартфоні, не використовує повного 7-нм-процесу, або він не повністю звільняє перевагу 7-нм. Тому ми називаємо це 7nm процесом першого покоління, а 7nm + - процесом 7nm другого покоління.

У травні цього року з'явилася новина, що стосується масового виробництва 7nm +. Це перший раз, коли мобільний процесор переходить до серійного виробництва за допомогою літографічної технології EUV. Це зробило Intel та Samsung лідируючими в галузі.

Очевидно, Huawei Kirin 990 5G - це перша партія мобільного SoC, що використовує технологічну технологію 7nm +. Отже, що означає цей процес 7nm +? У чому різниця між ним та технологією 7nm першого покоління?

Перш за все, ми повинні зрозуміти складність вузла процесу 7nm.

Ми знаємо, що чіп складається з великої кількості транзисторів. Транзистор - це також самий базовий рівень мікросхеми. Провідність і усікання кожного транзистора представляють 0 і 1. І навіть мільйони транзисторів представляють десятки мільйонів і навіть сотні мільйонів 1 або 0. Це основний принцип чіпових обчислень. У кожного транзистора дуже мало.

У структурі транзистора "Ворота" в основному відповідають за контроль ввімкнення та вимкнення джерела та стоку на обох кінцях, а струм тече від джерела до стоку. У цей час ширина затвора визначає втрати, коли проходить струм, і тепло і енергоспоживання виражаються. Чим вужча ширина, тим менше споживання електроенергії. Ширина затвора (довжина затвора) - значення в процесі XX нм.

Для виробників чіпів природно прагнути до більш вузької ширини воріт. Але коли ширина наближається до 20 нм, здатність регулювання від «потоку до струму» різко падає, швидкість витоку відповідно збільшується, а також ускладнюється виробничий процес. Однак, як відомо, ця проблема була вирішена, і вона тут не розширюється. І коли процес продовжує скорочуватися, складність ще більше збільшиться. Люди знаходять, що оригінальне рішення не працює, і принесли ще одну хитрість. Тому на початку вузла 10nm виробники чіпів зіткнулися з труднощами у фазі виробництва.

Коли процес зменшення розміру транзистора ще більше зменшиться, ніж 10 нм, будуть виникати квантові ефекти. Це ми називаємо фізичну межу. Характеристики транзистора буде важко контролювати. У цей час складність виготовлення чіпа, очевидно, експоненціально зростає. Це не лише технічна складність, але й вимагає великих капітальних вкладень.

То яке поліпшення у двох поколіннях технології від 7nm до 7nm +?

З вищенаведеного вступу ми зрозуміли, що при постійному просуванні процесу чіпів, складність виготовлення мікросхем також зросла експоненціально. Специфічний для процесу виготовлення чіпів, є один з найважливіших процесів, розробка та травлення.

Як бачимо, світло проеціюється через маску (також її називають сіткою) із схемою інтегральної схеми на пластину з покриттям фоторезиста, щоб утворити відкритий та неекспонований «візерунок». Потім він травиться на літографічному верстаті.

Це лише пояснення образу. Фактичний процес надзвичайно складний. Але що ми повинні знати, це те, що вибір джерела світла в цьому процесі є дуже важливим. Вибір джерела світла - це фактично довжина хвилі вибраного світла. Чим коротша довжина хвилі, тим менший фактичний розмір, який можна оголити.

До цього найдосконалішою була глибока ультрафіолетова літографія (ДУВ), яка також є ексимерним лазером, включаючи ексимерний лазер KrF (довжина хвилі 248 нм) та ексимерний лазер ArF (довжина хвилі 193 нм). Більш досконалим, ніж ДУВ, є EUV, який означає надзвичайно ультрафіолетове світло.

Екстремальна ультрафіолетова літографія має довжину хвилі до 13.5 нм. Стрибок дуже очевидний. Це, очевидно, більше підходить для процесу виготовлення мікросхем 7nm, що може значно збільшити щільність транзисторів і зменшити енергоспоживання. Huawei заявив, що загальна площа мікросхеми Kirin 990 не змінилася порівняно з 980. Але кількість включених транзисторів значно збільшилася, досягнувши дивовижних транзисторів на мільйон 10.3. Таким чином, це перша мобільна мікросхема з більш ніж транзисторами 10 млрд. Крім цього, це чітко пов'язане з прийняттям технологічної технології 7nm +. Збільшення кількості транзисторів означає збільшення потужності обробки мікросхем. Порівняно з традиційним процесом 7nm, серія Kirin 990 має збільшення щільності транзистора на 18%, енергоефективність збільшилася на 10%, а робота AI заощадить більше енергії.

Крім того, виробництво мікросхем 7 нм - це не лише EUV, але переваги літографії EUV є більш очевидними. DUV також може використовуватися для отримання 7nm мікросхем. Торішні перші 7-нм мікросхеми все ще використовувались у літографії DUV.

Тому використання літографії EUV також є ключем до відмінності процесу 7nm другого покоління від першого покоління. Але цю технологію дуже важко використовувати. І є багато труднощів, які потрібно вирішити. Наприклад, літографічний апарат EUV має ефективність світла лише близько 2%. А активна потужність - лише 250W, яка не може відповідати меті ефективного травлення пластини. Крім того, молекули повітря також впливають на світло EUV. Отже, вакуумне середовище необхідне для літографії EUV. Щоб вирішити серійне виробництво процесу 7nm +, Huawei вклав велику кількість експертів з технологічних процесів для досліджень та розробок, з більш ніж 5,000 верифікаціями та великою кількістю експериментів. Очевидно, що в центрі цього завдання вирішується застосування труднощів із технологією літографії EUV.

Звичайно, в результаті ми вже знаємо, що технологічна технологія 7nm + успішно серійно виробляється. Kirin 990 також вперше застосував цю передову технологію - зауважте, що вона комерційна, а смартфон серії Huawei Mate 30 вийде у вересні 19.

Безперечно, з випуском мікросхеми Kirin 990 5G процес 7nm + стане основним технологічним стандартом технологічного процесу для мобільного флагманського чіпа, як і процес 7nm під керівництвом Kirin 980 минулого року.