2019 में, बर्लिन, जर्मनी में अंतर्राष्ट्रीय उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स शो (IFA2019) खोला गया था। जैसा कि हमें उम्मीद थी, हुआवे ने IFA2019 में आज एक नया उत्पाद लॉन्च किया, जो किरीन 990 और किरिन 990 5 जी के अपने स्वयं के किरिन चिप श्रृंखला के नवीनतम उत्पादों को लॉन्च करेगा। इनमें, दुनिया के पहले फ्लैगशिप 5G SoC - किरिन 990 5G और किरिन 990 के ज्यादातर स्पेसिफिकेशन एक जैसे हैं। 5G समर्थन के अलावा, दोनों के बीच केवल एक छोटा सा अंतर है।

हुआवेई किरिन 990 पैरामीटर्स

Kirin 990 5G, Huawei द्वारा लॉन्च किया गया दुनिया का पहला फ्लैगशिप 5G SoC है। यह उद्योग का सबसे छोटा 5G मोबाइल चिप समाधान है। उद्योग की सबसे उन्नत 7nm + EUV प्रक्रिया के आधार पर, 5G मॉडेम को पहली बार SoC में एकीकृत किया गया है। यह एनएसए / एसए दोहरी वास्तुकला और टीडीडी / एफडीडी पूर्ण आवृत्ति बैंड का समर्थन करने वाला पहला है। बैरन 5 की उत्कृष्ट 5000 जी कनेक्शन क्षमता के आधार पर, किरिन 990 5 जी 2.3Gbps के अपस्ट्रीम पीक रेट के साथ सब -6GHz बैंड में एक अग्रणी 1.25Gbps चोटी डाउनलोड दर प्राप्त करता है।

यह चिप सदिश वास्तुकला एनपीयू के साथ पहला प्रमुख SoC है। एनपीयू बड़े कोर + एनपीयू माइक्रो-कोर आर्किटेक्चर का इसका अभिनव डिजाइन बेहतर प्रदर्शन और बड़े कंप्यूटिंग परिदृश्यों के लिए ऊर्जा दक्षता के लिए आदर्श है। CPU के लिए, किरिन 990 2.86 GHz की अधिकतम आवृत्ति के साथ दो बड़े कोर + दो मध्यम कोर और चार छोटे कोर के साथ तीन-कोर ऊर्जा-कुशल वास्तुकला का उपयोग करता है। GPU 16-core Mali-G76 से लैस है। नया सिस्टम-स्तरीय स्मार्ट कैश बुद्धिमान ऑफलोडिंग को लागू करता है, जो बैंडविड्थ को बचाता है और बिजली की खपत को कम करता है।

गेमिंग के संदर्भ में, किरिन 990 5 जी हार्डवेयर नींव और समाधान के कुशल सहयोग को प्राप्त करने के लिए किरिन गेमिंग + 2.0 में अपडेट किया गया है। फोटोग्राफी के संदर्भ में, किरिन 990 5 जी नई आईएसपी 5.0 को अपनाता है, और पहली बार मोबाइल चिप पर बीएम 3 डी (ब्लॉक-मैचिंग और 3 डी फिल्टरिंग) सिंगल-रिवर्स हार्डवेयर शोर में कमी तकनीक का समर्थन करता है। नतीजतन, अंधेरे-प्रकाश दृश्य उज्जवल और स्पष्ट है। इसके अलावा, यह चिप दुनिया के पहले दोहरे डोमेन संयुक्त वीडियो शोर में कमी प्रौद्योगिकी के साथ आता है। वीडियो शोर प्रसंस्करण अधिक सटीक है, वीडियो शूटिंग अंधेरे दृश्यों के डर से मुक्त है। रीयल-टाइम वीडियो पोस्ट-प्रोसेसिंग रेंडरिंग तकनीक एआई सेगमेंट पर आधारित है। वीडियो चित्र फ़्रेम द्वारा रंग फ़्रेम को समायोजित करता है, और स्मार्टफोन वीडियो फिल्म की बनावट को प्रस्तुत करता है। HiAI Open Architecture 2.0 को फिर से अपग्रेड किया गया है। फ्रेमवर्क और ऑपरेटर संगतता उद्योग में उच्चतम स्तर पर पहुंच गई है। ऑपरेटरों की संख्या 300+ तक है। यह उद्योग में सभी मुख्यधारा के ढांचे के मॉडल का समर्थन करता है, डेवलपर्स को अधिक शक्तिशाली और पूर्ण टूलकिन प्रदान करता है और एआई अनुप्रयोग विकास को सक्षम करता है।

क्या लाभ लाता है?

Kirin 990 श्रृंखला चिप के बुनियादी विनिर्देशों को पीछे देखते हुए, आप पाएंगे कि Kirin 990 5G का पहला महत्वपूर्ण तकनीकी बिंदु 7nm + EUV लिथोग्राफी की एक नई पीढ़ी का उपयोग करके प्रक्रिया प्रौद्योगिकी है। दरअसल, एक चिप के लिए, इसकी प्रक्रिया अक्सर प्रशंसकों की पहली चिंता होती है। तो किरिन 7 990G द्वारा प्रयुक्त 5nm + प्रक्रिया नोड का क्या अर्थ है? तथाकथित यूरोपीय संघ लिथोग्राफी तकनीक क्या है? चलो गहरी खुदाई करें।

हमें विश्वास है कि आपको अभी भी याद है कि पिछले साल जारी की गई Kirin 980 7nm प्रोसेस टेक्नोलॉजी का उपयोग करके दुनिया का पहला मोबाइल चिप है। उसके बाद, 7nm फ्लैगशिप मोबाइल चिप का मानक बन जाता है। लेकिन वास्तव में, स्मार्टफोन पर हमने जो 7nm चिप का उपयोग किया है, वह पूर्ण 7nm प्रक्रिया का उपयोग नहीं करता है, या यह 7nm लाभ को पूरी तरह से जारी नहीं करता है। इसलिए हम इसे पहली पीढ़ी की 7nm प्रक्रिया कहते हैं, और 7nm + दूसरी पीढ़ी की 7nm प्रक्रिया है।

इस साल मई में, 7nm + प्रक्रिया बड़े पैमाने पर उत्पादन से संबंधित खबर लीक हो गई है। यह पहली बार है कि मोबाइल प्रोसेसर EUV लिथोग्राफी तकनीक का उपयोग करके बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के लिए जाता है। इससे इंडस्ट्री में इंटेल और सैमसंग को बढ़त मिली।

जाहिर है, Huawei Kirin 990 5G 7nm + प्रक्रिया तकनीक का उपयोग करते हुए मोबाइल SoC का पहला बैच है। तो इस 7nm + प्रक्रिया का क्या मतलब है? इसके और पहली पीढ़ी के 7nm प्रोसेस तकनीक में क्या अंतर है?

सबसे पहले, हमें 7nm प्रक्रिया नोड की कठिनाई को समझना होगा।

हम जानते हैं कि चिप बड़ी संख्या में ट्रांजिस्टर से बनी होती है। ट्रांजिस्टर चिप का सबसे बुनियादी स्तर भी है। प्रत्येक ट्रांजिस्टर का चालन और ट्रंकेशन 0 और 1 का प्रतिनिधित्व करता है। और यहां तक ​​कि लाखों ट्रांजिस्टर दसियों लाखों या यहां तक ​​कि लाखों लाखों एक्सएनएक्सएक्स या एक्सएनयूएमएक्स का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह चिप कंप्यूटिंग का मूल सिद्धांत है। प्रत्येक ट्रांजिस्टर बहुत छोटा होता है।

ट्रांजिस्टर संरचना में, 'गेट' मुख्य रूप से दोनों छोरों पर स्रोत और नाली के चालू और बंद को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार है, और स्रोत से नाली तक बहती है। इस समय, गेट की चौड़ाई वर्तमान के गुजरने पर नुकसान का निर्धारण करती है, और गर्मी और बिजली की खपत व्यक्त की जाती है। चौड़ाई जितनी कम होगी, बिजली की खपत उतनी ही कम होगी। गेट की चौड़ाई (गेट की लंबाई) XX एनएम प्रक्रिया में मूल्य है।

चिप निर्माताओं के लिए, संकरे गेट की चौड़ाई के लिए प्रयास करना स्वाभाविक है। लेकिन जब चौड़ाई एक्सएनयूएमएक्स एनएम के करीब पहुंचती है, तो गेट-टू-करेंट कंट्रोल क्षमता तेजी से गिरती है, लीकेज दर तदनुसार बढ़ जाती है, और उत्पादन प्रक्रिया की कठिनाई भी बढ़ रही है। हालाँकि, जैसा कि आप जानते हैं, यह समस्या हल हो गई है और इसका विस्तार यहां नहीं है। और जब प्रक्रिया लगातार सिकुड़ती जाएगी, तो कठिनाई और बढ़ जाएगी। लोगों को लगता है कि मूल समाधान काम नहीं करता है और एक और चाल लाया है। इसलिए, 20nm नोड की शुरुआत में, चिप निर्माताओं ने उत्पादन चरण में कठिनाइयों का सामना किया।

जब ट्रांजिस्टर आकार की प्रक्रिया को और कम किया जाता है, तो 10 एनएम से कम, क्वांटम प्रभाव होगा। इसे ही हम भौतिक सीमा कहते हैं। ट्रांजिस्टर की विशेषताओं को नियंत्रित करना मुश्किल हो जाएगा। इस समय, चिप की निर्माण कठिनाई स्पष्ट रूप से तेजी से बढ़ रही है। यह न केवल तकनीकी रूप से कठिन है, बल्कि इसके लिए बहुत अधिक पूंजी निवेश की आवश्यकता है।

तो 7nm से 7nm + तक की दो पीढ़ियों की तकनीक में क्या सुधार है?

उपरोक्त परिचय से, हम समझ गए कि चिप प्रक्रिया की निरंतर प्रगति के साथ, चिप निर्माण की कठिनाई भी तेजी से बढ़ी है। चिप निर्माण की प्रक्रिया के लिए विशिष्ट, सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक है, विकास और नक़्क़ाशी।

जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रकाश एक उजागर (और unexposed 'पैटर्न' बनाने के लिए photoresist लेपित वफ़र पर एक एकीकृत परिपथ पैटर्न के साथ एक मुखौटा के माध्यम से प्रकाश कहा जाता है। फिर इसे लिथोग्राफी मशीन द्वारा दूर किया जाता है।

यह केवल छवि का स्पष्टीकरण है। वास्तविक प्रक्रिया बेहद जटिल है। लेकिन हमें यह जानने की जरूरत है कि इस प्रक्रिया में प्रकाश स्रोत का चुनाव बहुत महत्वपूर्ण है। प्रकाश स्रोत की पसंद वास्तव में चयनित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है। तरंग दैर्ध्य जितना छोटा होगा, वास्तविक आकार उतना ही छोटा होगा जिसे उजागर किया जा सकता है।

इससे पहले, सबसे उन्नत गहरी पराबैंगनी लिथोग्राफी (DUV) थी, जो कि एक excimer लेजर भी है, जिसमें KrF excimer laser (248 nm की तरंग दैर्ध्य), और ArF excimer laser (193 nm की तरंग दैर्ध्य) शामिल है। DUV से अधिक उन्नत EUV है, जो अत्यंत पराबैंगनी प्रकाश के लिए खड़ा है।

चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी में 13.5 एनएम तक तरंग दैर्ध्य होता है। छलांग बहुत स्पष्ट है। यह स्पष्ट रूप से 7nm चिप्स की निर्माण प्रक्रिया के लिए अधिक उपयुक्त है, जो ट्रांजिस्टर के घनत्व को बढ़ा सकता है और बिजली की खपत को कम कर सकता है। हुआवेई ने कहा कि किरिन एक्सएनयूएमएक्स चिप का समग्र क्षेत्र एक्सएनयूएमएक्स की तुलना में नहीं बदला है। लेकिन शामिल ट्रांजिस्टर की संख्या बहुत बढ़ गई है, एक आश्चर्यजनक 990 बिलियन ट्रांजिस्टर तक पहुंच गई है। इस प्रकार, यह 980 अरब से अधिक ट्रांजिस्टर के साथ पहली मोबाइल चिप है। इसके अलावा, यह स्पष्ट रूप से 10.3nm + प्रक्रिया प्रौद्योगिकी को अपनाने से संबंधित है। ट्रांजिस्टर की संख्या में वृद्धि का मतलब चिप प्रसंस्करण शक्ति में वृद्धि है। पारंपरिक 10nm प्रक्रिया की तुलना में, किरिन 7 श्रृंखला में 7% द्वारा ट्रांजिस्टर घनत्व में वृद्धि, 990% की ऊर्जा दक्षता में वृद्धि हुई है, और AI ऑपरेशन अधिक शक्ति बचाएगा।

इसके अलावा, 7nm चिप्स का उत्पादन न केवल EUV है, लेकिन EUV लिथोग्राफी के फायदे अधिक स्पष्ट हैं। DUV का उपयोग 7nm चिप्स का उत्पादन करने के लिए भी किया जा सकता है। पिछले साल के पहले 7nm चिप्स अभी भी DUV लिथोग्राफी में उपयोग किए गए थे।

इसलिए, पहली पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी की 7nm प्रक्रिया को अलग करने के लिए EUV लिथोग्राफी का उपयोग भी महत्वपूर्ण है। लेकिन इस तकनीक का उपयोग करना बहुत मुश्किल है। और हल करने के लिए कई मुश्किलें हैं। उदाहरण के लिए, EUV लिथोग्राफी मशीन में केवल 2% की हल्की दक्षता है। और सक्रिय शक्ति केवल 250W है, जो कुशलतापूर्वक वेफर को खोदने के उद्देश्य को पूरा नहीं कर सकती है। इसके अलावा, हवा के अणु भी यूरोपीय संघ के प्रकाश के साथ हस्तक्षेप करते हैं। तो EUV लिथोग्राफी के लिए वैक्यूम वातावरण आवश्यक है। 7nm + प्रक्रिया के बड़े पैमाने पर उत्पादन को हल करने के लिए, हुआवेई ने 5,000 सत्यापन और प्रयोगों की एक बड़ी संख्या के साथ, अनुसंधान और विकास के लिए प्रक्रिया विशेषज्ञों की एक बड़ी संख्या में निवेश किया है। इसका ध्यान स्पष्ट रूप से EUV लिथोग्राफी प्रौद्योगिकी कठिनाइयों के अनुप्रयोग को हल करने के लिए है।

बेशक, परिणामस्वरूप, हम पहले से ही जानते हैं कि 7nm + प्रक्रिया प्रौद्योगिकी सफलतापूर्वक बड़े पैमाने पर उत्पादित की गई है। किरिन एक्सएनयूएमएक्स ने पहली बार इस उन्नत तकनीक का भी उपयोग किया - ध्यान दें कि यह वाणिज्यिक है, और हुआवेई मेट एक्सएनयूएमएक्स श्रृंखला स्मार्टफोन को एक्सएनयूएमएक्स पर सितंबर में जारी किया जाएगा।

निस्संदेह, किरिन 990 5G चिप की रिहाई के साथ, 7nm + प्रक्रिया मोबाइल फ्लैगशिप चिप के लिए मुख्यधारा प्रक्रिया प्रौद्योगिकी मानक होगी, जैसे पिछले साल Kirin 7 के नेतृत्व वाली प्रक्रिया 980X।