I 2019 blev International Consumer Electronics Show (IFA2019) åbnet i Berlin, Tyskland. Som forventet afholdt Huawei en ny produktlancering i dag på IFA2019 og lancerede de nyeste produkter i sin egen Kirin-chipserie, nemlig Kirin 990 og Kirin 990 5G. Blandt dem er de fleste af specifikationerne for verdens første flagskib 5G SoC - Kirin 990 5G og Kirin 990 de samme. Ud over 5G-understøttelse er der kun en lille forskel mellem de to.

Huawei Kirin 990-parametre

Kirin 990 5G er verdens første flagskib 5G SoC lanceret af Huawei. Det er branchens mindste 5G mobile chip-løsning. Baseret på branchens mest avancerede 7nm + EUV-proces er 5G-modemet integreret i SoC for første gang. Det er den første, der understøtter NSA / SA-dobbeltarkitekturen og TDD / FDD-fuldfrekvensbånd. Baseret på den fremragende 5G-forbindelsesmulighed på Baron 5000 opnår Kirin 990 5G en førende 2.3 Gbps højeste downloadhastighed i Sub-6GHz-båndet med en opstrøms spidsfrekvens på 1.25 Gbps.

Denne chip er det første flagskib SoC med DaVinci-arkitektur NPU. Dens innovative design af NPU big core + NPU micro-core arkitektur er ideel til overlegen ydelse og energieffektivitet til store computerscenarier. Hvad angår CPU'en, bruger Kirin 990 en tre-kerne energieffektiv arkitektur med to store kerner + to mellemstore kerner og fire små kerner med en maksimal frekvens på 2.86 GHz. GPU'en er udstyret med en 16-kerne Mali-G76. Den nye Smart Cache på systemniveau implementerer intelligent offloading, der sparer båndbredde og reducerer strømforbruget.

Med hensyn til spil opdateres Kirin 990 5G til Kirin Gaming + 2.0 for at opnå et effektivt samarbejde mellem hardwarefundamenter og løsninger. Med hensyn til fotografering vedtager Kirin 990 5G den nye ISP 5.0 og understøtter BM3D (Block-Matching og 3D-filtrering) single-reverse hardware støjreduktionsteknologi på mobilchippen for første gang. Som et resultat er den mørke lys scene lysere og klarere. Desuden leveres denne chip med verdens første fælles domæneteknologi til videostøjreduktion. Videostøjbehandlingen er mere præcis, videooptagelsen er fri for frygt for mørke scener. Real-time video efterbehandling rendering teknologi er baseret på AI-segmentering. Videobilledet justerer farverammen for ramme, og smartphone-videoen viser filmtekstur. HiAI Open Architecture 2.0 er blevet opgraderet igen. Rammerne og operatørkompatibiliteten har nået det højeste niveau i branchen. Antallet af operatører er op til 300+. Det understøtter alle mainstream-rammemodeller i branchen og giver udviklere en mere kraftfuld og komplet værktøjskæde og muliggør AI-applikationsudvikling.

Hvilke fordele bringer det?

Når man ser tilbage på de grundlæggende specifikationer for Kirin 990-serien, vil du opdage, at det første vigtige tekniske punkt i Kirin 990 5G er procesteknologien, der bruger en ny generation af 7nm + EUV-litografi. For en chip er dens proces faktisk fansens første bekymring. Så hvad betyder 7nm + -processenoden, der bruges af Kirin 990 5G? Hvad er den såkaldte EUV-litografiteknologi? Lad os grave dybere.

Vi tror, ​​du stadig kan huske, at Kirin 980, der blev frigivet sidste år, er verdens første mobile chip ved hjælp af 7nm-processeteknologi. Derefter bliver 7nm standarden for flagskibets mobile chip. Men faktisk bruger den 7nm-chip, vi har brugt på smartphonen, ikke en komplet 7nm-proces, eller den frigiver ikke 7nm-fordelen fuldstændigt. Derfor kalder vi det den første generation af 7nm-processen, og 7nm + er den anden generation af 7nm-processen.

I maj i år er nyheden om 7nm + -processen masseproduktion lækket. Dette er første gang, at den mobile processor går til en masseproduktion ved hjælp af EUV-litografiteknologien. Dette gjorde Intel og Samsung førende i branchen.

Naturligvis er Huawei Kirin 990 5G den første batch af mobil SoC ved hjælp af 7nm + -processteknologien. Så hvad betyder denne 7nm + -proces? Hvad er forskellen mellem den og den første generation af 7nm-processteknologi?

Først og fremmest er vi nødt til at forstå vanskeligheden med 7nm-processenoden.

Vi ved, at chippen består af et stort antal transistorer. Transistoren er også det mest basale niveau på chippen. Ledningen og trunkeringen af ​​hver transistor repræsenterer 0 og 1. Og selv millioner af transistorer repræsenterer titusinder af millioner eller endda hundreder af millioner af 1 eller 0. Dette er det grundlæggende princip for chip computing. Hver transistor er meget lille.

I transistorkonstruktionen er 'Gate' primært ansvarlig for styring af og fra for kilde og dræning i begge ender, og strøm flyder fra kilden til drænet. På dette tidspunkt bestemmer portens bredde tabet, når strømmen går, og varme- og strømforbruget udtrykkes. Jo smallere bredde, jo lavere er strømforbruget. Portens bredde (portlængde) er værdien i XX nm-processen.

For chipproducenter er det naturligt at stræbe efter en smalere portbredde. Men når bredden nærmer sig 20 nm, falder port-til-strømstyringskapaciteten kraftigt, lækagehastigheden stiger tilsvarende, og vanskeligheden ved produktionsprocessen er også stigende. Som du ved, er dette problem imidlertid løst, og det udvides ikke her. Og når processen fortsætter med at skrumpe, bliver vanskeligheden yderligere forøget. Folk finder ud af, at den originale løsning ikke fungerer og bragte et andet trick. I begyndelsen af ​​10nm-noden mødte chipproducenter derfor vanskeligheder i produktionsfasen.

Når transistorstørrelsesprocessen reduceres yderligere, mindre end 10 nm, vil kvanteeffekter forekomme. Dette er, hvad vi kalder den fysiske grænse. Transistorens egenskaber vil blive vanskelige at kontrollere. På dette tidspunkt øges åbenlyst eksponentielt eksponentialet for chippen. Det er ikke kun et teknisk besvær, men det kræver også en masse kapitalinvesteringer.

Så hvad er forbedringen i de to generationer af teknologi fra 7nm til 7nm +?

Fra ovenstående introduktion forstod vi, at med den kontinuerlige udvikling af chipprocessen, er vanskeligheden ved chipfremstilling også steget eksponentielt. Der er en af ​​de vigtigste processer, udvikling og ætsning, der er specifik for processen med chipfremstilling.

Som du kan se projiceres lys gennem en maske (også kaldet en reticle) med et integreret kredsløbsmønster på den fotoresistbelagte wafer for at danne et eksponeret og ueksponeret 'mønster'. Derefter ætses den af ​​en litografimaskine.

Dette er blot en forklaring af billedet. Selve processen er ekstremt kompliceret. Men hvad vi har brug for at vide, er, at valget af lyskilde i denne proces er meget vigtigt. Valget af lyskilde er faktisk bølgelængden for det valgte lys. Jo kortere bølgelængde, jo mindre er den faktiske størrelse, der kan udsættes.

Før dette var den mest avancerede dyb ultraviolet litografi (DUV), som også er en excimer-laser, inklusive KrF-excimer-laser (bølgelængde på 248 nm) og ArF-excimer-laser (bølgelængde på 193 nm). Mere avanceret end DUV er EUV, der står for ekstremt ultraviolet lys.

Ekstrem ultraviolet litografi har en bølgelængde på op til 13.5 nm. Spring er meget åbenlyst. Det er åbenlyst mere velegnet til fremstillingsprocessen af ​​7nm-chips, hvilket i høj grad kan øge tætheden af ​​transistorer og reducere strømforbruget. Huawei sagde, at det samlede område af Kirin 990-chip ikke er ændret i forhold til 980. Men antallet af inkluderede transistorer er steget markant og nåede en forbløffende 10.3 milliard transistorer. Således er dette den første mobile chip med mere end 10 milliarder transistorer. Bortset fra dette er det klart relateret til vedtagelsen af ​​7nm + -processteknologien. Stigningen i antallet af transistorer betyder en stigning i chipbehandlingsstyrken. Sammenlignet med den traditionelle 7nm-proces har Kirin 990-serien en transistortæthedsforøgelse med 18%, energieffektiviteten steget med 10%, og AI-drift sparer mere strøm.

Derudover er produktionen af ​​7nm chips ikke kun EUV, men fordelene ved EUV-litografi er mere tydelige. DUV kan også bruges til at producere 7nm chips. Sidste års første 7nm chips blev stadig brugt i DUV-litografi.

Derfor er brugen af ​​EUV-litografi også nøglen til at skelne anden generation af 7nm-processen fra den første generation. Men denne teknologi er meget vanskelig at bruge. Og der er mange vanskeligheder, der skal løses. F.eks. Har EUV-litografimaskine kun en lyseffektivitet på kun ca. 2%. Og den aktive effekt er kun 250W, som ikke kan opfylde formålet med at ætses skiven effektivt. Derudover forstyrrer luftmolekylerne også EUV-lyset. Så vakuummiljøet kræves til EUV-litografi. For at løse masseproduktionen af ​​7nm + -processen har Huawei investeret i et stort antal proceseksperter til forskning og udvikling med mere end 5,000-verifikationer og et stort antal eksperimenter. Fokus er naturligvis at løse anvendelsen af ​​EUV-litografiteknologiske vanskeligheder.

Som et resultat ved vi selvfølgelig allerede, at 7nm + -processteknologien er blevet masseproduceret med succes. Kirin 990 brugte også denne avancerede teknologi for første gang - bemærk, at dette er kommercielt, og at Huawei Mate 30-serien smartphone frigives den september 19.

Uden tvivl med udgivelsen af ​​Kirin 990 5G-chip vil 7nm + -processen være mainstream-processteknologistandarden for den mobile flagskibschip, ligesom 7nm-processen ledet af Kirin 980 sidste år.