(2) Так что слухи насчет собственных чипов 3нм в китайских смартфонов скорее всего - либо ошибочны, либо являются чистым маркетингом. В 2021 году взяться чипам 3нм неоткуда, хорошо, если земные технологии позволят начать их выпуск хотя бы в 2022 году.

Под чистым маркетингом я подразумеваю выпуск очень ограниченной по количеству партии аппаратов Huawei на базе опытных процессоров 3нм, произведенных TSMC в ходе подготовки к серийному освоению нового техпроцесса. Этот сценарий считаю возможным, но маловероятным.

https://abloud.blogspot.com/2021/01/huawei-kirin-3.html

🇺🇸 Аппаратное ускорение работы AI

В AMD поддержали идею гибридного чипа CPU-FPGA

Хотя сами по себе процессоры созданные на базе FPGA (ПЛИС) как правило проигрывают специализированным процессорам, они являются предпочтительным выбором, когда требуется ускорить решение отдельных классов задач. Среди таких задач, например, создание фабрик обработки данных в крупных дата-центрах, когда требуется ускорить работу AI. Да и в целом, опытный специалист может существенно разгрузить CPU с помощью FPGA при решении самых разных задач.

Не удивительно, что несколько компаний с разной степенью активности двигались в этом направлении, стараясь добиться интеграции FPGA и CPU. В частности, в Intel пытались "поженить" Xeon с FPGA в течение последних шести лет. Но ни одного коммерческого продукта компания пока что не выдала.

Ситуация может измениться в ближайшие месяцы, поскольку опубликован патент AMD, что позволяет предположить, что этот новичок на рынке FPGA заинтересовался темой и готов попробовать свои силы в выпуске интегрированного продукта.

А учитывая, что в октябре 2020 года сообщалось о планах компании AMD приобрести Xilinx, известную своими компетенциями в области FPGA, предположения имеют под собой достаточно веские основания.

Суть патента - в структуре процессора может быть один или несколько модулей, которые можно программировать на обработку различных типов пользовательских наборов команд. Конечно от публикации патента до выпуска коммерчески доступных изделий, скорее всего, пройдет еще какое-то заметное время, но важно то, что в игру включился такой успешный и активный игрок. Вполне вероятно, что это, как минимум, заставит Intel ускорить собственные разработки.

Программируемый модуль CPU-FPGA, описанный в патенте Intel, как ожидается, позволит совместно использовать регистры модулями, работающими с вычислениями с плавающей точкой и с целыми числами, что было бы сложно реализовать (либо все работало бы медленно), если только не сделать это в одной упаковке. Такая интеграция должна существенно облегчить жизнь разработчикам, поскольку они смогут включать в приложения пользовательский набор инструкций, и CPU будет понимать, что этот код следует залить в свой FPGA, превращая его в специализированный процессор, отвечающий задачам конкретного приложения. Благодаря такому подходу можно будет быстро обрабатывать различные данные, включая нетипичные, например, FP16 (половинной точности), которые сейчас нередко используются для ускорения обучения AI и ускорения работы с ним.

Если CPU интегрировать с несколькими программируемыми модулями, то каждый из них можно запрограммировать своим набором пользовательских инструкций, то есть добиться ускорения работы процессора с самыми различными задачами, в том числе, перепрограммируя модули "на лету". То есть когда процессор будет загружать программу, которую ему необходимо исполнить, он также будет загружать бинарный файл, программирующий исполнительный модуль (модули) для ускорения решения определенных задач.

В AMD это уже не первая попытка ускорить вычисления для оптимизации работы AI. Ранее компания анонсировала и выпустила линейку ускорителей AI Radeon Impact с использованием мощных графических процессоров с настраиваемыми клиентами драйверами. Объединение процессора и модулей FPGA может стать очередным удачным ходом компании в ее конкуренции с Intel.

https://abloud.blogspot.com/2021/01/cpu-fpga-amd.html

☝️ Регулирование. Господдержка

Михаил Мишустин подписал постановление №2392 от 31 декабря 2020 года о ведении Минпромторгом России реестра российских организаций, оказывающих услуги (выполняющих работы) по проектированию и разработке изделий электронной компонентной базы и электронной (радиоэлектронной) продукции.

С 1 января 2021 года участникам Реестра станут доступны налоговые преференции, которыми ранее могли пользоваться российские IT-компании - бессрочным снижением ставки страховых взносов с 14% до 7.6% и налога на прибыль с 20% до 3%.

Список еще находится в процессе создания.

Как ожидается, льготы снизят издержки дизайн-центров, повысив их конкурентоспособность на глобальном рынке.

http://static.government.ru/media/files/qHGBsSOgGfu4sIMGMFuUpBmdw2Z4sUgC.pdf

⚙️ Современная микроэлектроника. Полупроводниковая память

Очередная статья для любознательных от Валерия Шункова, @amartology. Посвящена она теме "Полупроводниковая память". Объем мирового рынка полупроводниковой памяти оценивают в $110 млрд, его особенность - резкие колебания объемов продаж на фоне стабильного роста объемов мирового рынка микроэлектроники в целом. В целом на долю рынка памяти приходится до трети общего объема рынка микроэлектроники.

🔹 Кэш-память
🔹 Оперативная и динамическая память
🔹 Про Intel (исторический экскурс)
🔹 Про Kingston (еще исторический экскурс)
🔹 Флэш-память и системы хранения данных
🔹 PROM
🔹 NAND Flash
🔹 Новые типы энергонезависимой памяти (MRAM, FRAM, PCM)
🔹 "А что в России?" (невеселая рубрика)

Читать много букв: https://habr.com/ru/post/535552/

🇨🇳 Рынок микроэлектроники. Китай

Китай не справляется с программой "Сделано в Китае 2025"

IC Insights прогнозирует, что в 2025 году микросхемы китайского производства будут составлять лишь 19,4% китайского рынка интегральных схем. Согласно программе "Сделано в Китае 2025" следует достичь совсем иных показателей - достичь доли 70%.

Следует четко различать рынок микросхем в Китае и собственное китайское производство микроэлектроники. Китай безусловно является крупнейшим в мире производителем микросхем вот уже 15 лет подряд, но это вовсе не означает, что Китай способен быстро нарастить собственное производство чипов.

Как показано на картинке ниже, доля чипов, выпущенных в Китае китайскими компаниями, представляет 15,9% всего объема рынка произведенной в Китае микроэлектроники, который в 2020 году оценивается в $143,4 млрд. Это демонстрирует рост собственного производства, поскольку в 2010 году доля микросхем "сделано в Китае" занимала 10,2%.

(2) Вот только такими темпами к цели 70% в ближайшие годы не добраться. В частности, по оценке IC Insights, доля китайского производства микроэлектроники вырастет до 19,4% в 2025 году, то есть в среднем будет расти на 0.7 пп в год.

Из произведенных в 2019 году в Китае микросхем на общую сумму в $22,7 млрд, компании с головным офисом в Китае произвели ИС всего на сумму $8.3 млрд (36,5%), что соответствует лишь 5.8% от $143,4 млрд рынка микросхем в Китае. Остальное произвели TSMC, SK Hynix, Samsung, Intel, UMC и другие иностранные компании, располагающие фабриками микросхем в Китае.

Сумму $8.3 млрд заработали в основном такие компании, как IDM ($2.3 млрд), а $6.0 млрд обеспечили контрактные преимущества, такие как SMIC.

Даже в случае, если собственное китайское производство микросхем к 2025 году вырастет до $43.2 млрд, что вполне реалистично, объем доходов от китайские микросхем все еще будет оставаться на уровне 7.5%-10% от прогнозируемого объема доходов общемирового рынка микросхем, который в IC Insights оценивают в размере $577,9 млрд.

Оценки рынка микроэлектроники в 2020 году:

Объем мирового рынка микросхем, млрд: $395,7
Объем рынка микросхем "сделано в Китае", млрд: $143,4

Объем рыка микросхем, произведенных китайскими компаниями, млрд: $22,7
🔹 в процентах от мирового рынка микросхем: 5,7%
🔹 в процентах от китайского рынка микросхем: 15,9%

Объем производства микросхем компаниями со штаб-квартирой в Китае, млрд: $8,3
🔹 в процентах от рынка микросхем "произведено в Китае": 36,6%
🔹 в процентах от общемирового рынка микросхем: 2,1%
🔹 в процентах от китайского рынка микросхем: 5,8%
Согласно оценкам, производство микросхем в Китае, в период 2020-2025 будет расти среднегодовыми темпами в 13.7%, что означает очень значительный рост. Но в 2020 году объем чипов "сделано в Китае" достиг только $22.7 млрд. То есть все эти высокие проценты будут прилагаться к скромной начальной базе. В 2020 году, компании SK Hynix, Samsung, Intel, TSMC и UMC оставались крупнейшими зарубежными производителями чипов, которые существенную долю производства сохраняют в Китае.

Даже с учетом таких новых производственных мощностей, которые вводятся в эксплуатацию в Китае такими производителями памяти как YMTC и CXMT, в IC Insights считают, что зарубежные производители будут обеспечивать значительную долю производства микросхем в Китае. В частности, если говорить о 2025 годе, то по прогнозам IC Insights, доля зарубежных производителей (SK Hynix, Samsung, TSMC и UMC) в объеме чипов "сделано в Китае" по прежнему будет больше 50%.

Свою лепту в процесс сдерживания Китая вносят санкции США, та же SMIC уже сталкивается с проблемами при попытках закупки такого современного высокотехнологичного оборудования, как UVL сканеры ASML, а также с проблемами закупки расходуемых материалов. Возможно в 2021 году политика США в этом плане станет менее жесткой, но в 2020 году в США было сделано многое для того, чтобы притормозить технологический рост Китая.

https://abloud.blogspot.com/2021/01/2025.html

🔬 Технологии. Кремниевая фотоника

До сих пор у разработчиков плохо получалось совмещать технологии изготовления микрочипов и светодиодов. Кремний - не самый оптимальный материал для изготовления светодиодов.

В лаборатории электроники (RLE) Массачусетского технологического института изготовили кремниевый чип с полностью интегрированными в него светодиодами, достаточно эффективными для того, чтобы их можно было использовать. У этих светодиодов достаточная яркость, пусть и меньшая чем у полупроводников типа AIIIBV. Кроме того, они достаточно высокочастотные, в частности, могут работать на частоте 250 МГц, что в теории позволяет использовать их для высокоскоростной передачи данных.

https://zoom.cnews.ru/rnd/article/item/mikroelektronika_budet_eshche_menshe_v_chipy_polnostyu_vstroili

Коллеги пишут, что в Китае утвердили Приказ, согласно которому правительство может запрещать компаниям в рамках китайской юрисдикции исполнять зарубежные санкции. К примеру, правительство может потребовать от американских, европейских и других компаний, действующих на территории КНР, не исполнять санкции США под угрозой штрафов.

Нетрудно представить себе такие примеры в технологическом секторе. Например, тайваньская TSMC, которая отказалась от поставок процессоров для Huawei из-за санкций, имеет две фабрики на территории КНР. Голландская ASML, крупнейший производитель оборудования для изготовления микросхем, который в теории может быть отрезан от поставок для подсанкционной SMIC, также имеет крупный офис в Китае.

Таким образом, у Китая действительно появился правовой инструмент борьбы с экстерриториальным действием китайских санкций. Не факт, что его будут применять так уж часто, но ставки в "санкционной игре" для западных компаний это однозначно поднимет.

☝️☝️☝️ Чем далее, тем более две супердержавы, США и Китай, понуждают другие страны и компании к бескомпромиссному выбору - в чьем лагере они будут в ближайшие годы (десятилетия?). Усиливается поляризация мира, углубляется технологический раскол. Опасная и неприятная ситуация.

http://english.mofcom.gov.cn/article/policyrelease/announcement/202101/20210103029708.shtml - текст документа.

🇹🇼 Динамика цен на производство пластин

Тайваньская UMC повысит цены на производство кремниевых пластин типоразмера 300нм, сообщает DigiTimes. Наблюдатели связывают это с желанием компании окупить свои расходы, связанные с переходом с производства на пластинах 200мм к производству на пластинах 300мм. Из 11 фабрик компании, 4 перешли на типоразмер 300мм. В перспективе это обещает компании снижения цены из расчета на чип, но в переходном периоде расходы существенно выросли и окупятся не менее, чем на несколько лет.

Как сообщалось ранее, в TSMC также намерены повысить цену, в частности, отменив 3% скидку для постоянных клиентов.

https://rossaprimavera.ru/news/cd0269b7

🤝 Сотрудничество

Похоже ограничения в отношении сотрудничества американских и китайских компаний, вовсе не так сильны как это может показаться.

В частности, специализирующаяся на микродисплеях компания Kopin, США, подписала долгосрочное соглашение с JBD (Jade Bird Display), Китай, которая разрабатывает панели micro-LED. JBD намеревается на основе технологий гибридного соединения кремниевых пластин, создавать сверхъяркие монолитные монохромные светодиодные микродисплеи разерешением 2048х2048 размером в 1" по диагонали.

Как ожидается, такие микродисплеи востребованы в приложениях AR/VR/MR.

https://www.ixbt.com/news/2021/01/07/kopin-jade-bird-display-micro-led-2k.html

📈 Тренды. Спрос на микросхемы опережает предложение

Нехватка микросхем вынуждает автопроизводителей сокращать объемы производства

Рост спроса на смартфоны и ноутбуки привел к тому, что полупроводников стало не хватать. В частности, это уже привело к том, что такие производители, как Volkswagen, Ford, Toyota, Honda, Chrysler, Nissan, объявили о сокращении производства.

Еще один фактор, который также вызывает нехватку микросхем, это рост популярности электромобилей, при производстве которых используется больше полупроводников, чем при производстве моделей с ДВС.

По различным оценкам, восстановление объемов рынка случится не ранее, чем через полгода.

Подробнее:
https://www.autonews.ru/news/5ff9a2d09a7947ed8a87c9d6

🇨🇳 Разработки процессоров

Китайская компания Tianjin Phytium Technology представила новый 8-ядерный процессор PHUTIUM D200 на архитектуре FTC663, совместимой с ARMv8, но с дополнительными особенностями, например, с поддержкой китайских алгоритмов шифрования.

Процессор выпускается по технологии 14нм. Производитель не называется, но это может быть тайваньская UMC или китайская SMIC.

Подробнее о процессоре: https://overclockers.ru/blog/molexandr/show/45885/v-kitae-predstavlen-novyj-8-yadernyj-arm-processor-dlya-proizvoditelnyh-rabochih-i-igrovyh-sistem

🇺🇸 Производство микросхем. Аутсорсинг

Американская Intel продолжает вести переговоры с TSMC и Samsung о возможном переносе на производственные мощности этих компаний значительной части производства Intel, включая топовые продукты Core. Ранее компания размещала у других производителей заказы на выпуск менее значимых для Intel продуктов.

Окончательное решение еще не принято, в Intel все еще надеются на то, что компания сможет усовершенствовать свой процесс 7нм, победив ряд производственных дефектов. В противном случае, если Intel выберет исполнителем TSMC, компания сможет выпускать чипы по техпроцессу 4нм, который у TSMC должен быть готов в 2022 году.

Решение Intel ожидалось в ближайшие дни, но нельзя исключить и то, что процесс его принятия затянется. Если TSMC или Samsung получат заказы от Intel, выпуск соответствующих продуктов начнется не ранее 2023 года.

TSMC, похоже, имеет больше шансов получить контракты Intel. Заказы Intel скорее всего будут значительными по объему, что подразумевает, что от исполнителя потребуется существенное изменение списка клиентов, с которыми он работает или срочное наращивание производственных мощностей.

🇰🇷 Полупроводники. Фотовольтаика

На пути к прозрачным солнечным панелям

В Инчхонском национальном университете Кореи исследователи под руководством профессора Джундонг Ким создали прозрачный элемент для фотоэлектрических батарей на основе таких полупроводников как диоксид титана и оксид никеля.

Обычные фотоэлектрические батареи имеют ряд недостатков. Один из них - их непрозрачность. Прозрачные солнечные панели, хотя бы в теории, могут найти большее распространение, например, их можно будет задействовать в качестве панелей для облицовки зданий или в конструкции теплиц.

Как ученые добились прозрачности? Для этого было решено воспользоваться комбинацией двух распространенных в природе материала.

Первый - диоксид титана TiO2, нетоксичный, уже и ранее его пробовали применять в фотовольтаике. Этот материал поглощает ультрафиолетовую часть спектра, невидимую глазу человека. При этом, большую часть света видимого диапазона, TiO2 пропускает. У диоксида титана неплохие электрические свойства.

В качестве второго материала выбрали оксид никеля, NiO. Это также полупроводник, обладающий высокой оптической прозрачностью. Добыча никеля производится в значительных количествах, его оксид получается при сравнительно низких температурах, так что он тоже вполне годится для производства фотоэлектрических элементов в больших объемах.

Элемент собрали на тонкой стеклянной подложке, на которой нанесли металлооксидное покрытие, а поверх слои полупроводников - TiO2 и NiO. Сверху этот пирог покрыт серебряным нанонитями, играющими роль второго электрода.

Эффективность преобразования у новых элементов скромная - 2.1%, это плата за то, что они поглощают только малую часть невидимого диапазона света. Видимый свет новые элементы ослабляли на 43%, это много, но можно продолжать работать над улучшением прозрачности и энергоэффективности новых элементов.

Для демонстрации элементов, ученые подключили к ним микромотор, который способен работать при напряжении 0.2 В, потребляя 10 мА.

https://abloud.blogspot.com/2021/01/blog-post_11.html

​Оптический нейропроцессор с рекордной скоростью

Международная группа исследователей разработала нейроморфный процессор с оптическим ядром. Он ускоряет работу свёрточных нейронных сетей (CNN) на 2–3 порядка по сравнению с кремниевыми нейрочипами того же уровня энергопотребления.

Работа выполнена под руководством профессора Дэвида Мосса — директора Центра оптических наук Технологического университета Суинберна (Австралия).

Его команда создала универсальный векторный ускоритель для любых CNN, который в базовой версии генерирует 8-битные свертки изображений в разрешении 500x500 пикселей, что достаточно для распознавания лиц и рукописных текстов (достигнутая точность составила 88%).

Прототип оптоэлектронного нейропроцессора продемонстрировал пиковую скорость в 11 TFLOPs (трлн операций с плавающей запятой в секунду).

Группа из нескольких нейроморфных процессоров может быть объединена в единую оптическую нейросеть, способную обрабатывать большие данные в реальном времени.

Такая возможность востребована в задачах машинного зрения, особенно в управлении беспилотным транспортом и медицинской диагностике.

От своих кремниевых аналогов фотонный нейропроцесор отличается более широкой полосой пропускания, достигаемой за счёт высокой плотности кодирования.

В нём используется источник так называемых «микрогребней» — изобретённый 10 лет назад оптический генератор, состоящий из сотен инфракрасных лазеров на одном чипе.

Эта лазерная матрица позволяет кодировать данные как чередование длин волн, временных и пространственных характеристик оптического сигнала.

«При помощи микрогребней в мае 2020 года мы установили мировой рекорд скорости передачи данных в Интернете. Сейчас эта же технология используется в приложениях искусственного интеллекта. Отличный пример междисциплинарного взаимодействия!», — говорит профессор Мосс.

Дополнительно фотонный нейропроцессор может служить универсальным интерфейсом, обеспечивающим сверхвысокую пропускную способность между оптическими и электронными компонентами.

Источник: Nature

🇺🇸 Датчики

Американская компания Allegro Microsystem представила интересный однокристальный чип ACS37800 на эффекте Холла, способный управлять мощностью, напряжением, постоянным и переменным током. В чип в небольшом корпусе с 16 входами/выходами встроен стабилизатор, что позволяет ему питаться от того же источника напряжения, что и микропроцессор (5В или 3.3В).

За счет усиленной изоляции чип можно использовать для измерений тока без использования оптоизоляции, катушек Роговского, больших по размеру трансформаторов тока, изолированных операционных усилителей или шунтирующих резисторов. Диапазон рабочих температур -40 - +125С.

https://www.allegromicro.com/en/about-allegro/news-room/2020/acs37800-pr

🇷🇺 Автомобильная электроника

По мнению автомобильного эксперта Сергея Ифанова, проблема с дефицитом полупроводниковых приборов коснется и российского автопрома. В том числе потому, что в России практически отсутствует производство собственных чипов для автопрома.

«Сейчас из корпоративного новогоднего отпуска вышел только «АвтоВАЗ». Конвейеры заводов «УАЗа», «КамАЗа» и «Группы ГАЗ» начнут работать примерно с середины января. Соответственно тогда у них и начнутся проблемы. Я думаю, что будут вынужденные приостановки производства», — полагает Ифанов.

Схожего мнения придерживается независимый консультант по автопрому Сергей Бургазлиев. Предприятия российского автопрома закупают электронику преимущественно у европейских и китайских поставщиков, объясняет он. По оценкам Бургазлиева, до России дефицит полупроводников дойдет примерно через 2-6 недель в зависимости от запасов комплектующих у конкретной компании.

«Смотря у кого какие запасы. Обычно запасы комплектующих делаются на срок от двух недель до полутора месяца. Если ситуация критичная, то к концу февраля могут начаться перебои с поставками необходимых компонентов. Соответственно заводы могут вставать из-за их нехватки», — сказал «Газете.Ru» Бургазлиев.

Дефицит чипов для электрооборудования, по словам Бургазлиева, может вызвать куда более серьезные проблемы на рынке автозапчастей. Конвейеры заводов будут насыщаться в первую очередь, а рынок запчастей — в последнюю, заключил он.

https://www.gazeta.ru/business/2021/01/11/13432304.shtml

🇷🇺 Российские микропроцессоры

МЦСТ собирается заказать в 2021 году заказать выпуск за рубежом "свыше 10 тыс." чипов Эльбрус серверного класса. В основном это будут 28нм процессоры Эльбрус-8С и Эльбрус-8СВ.
Предзаказы есть пока что на часть тиража.

У Байкал электроникс как ранее сообщалось, планы масштабнее, здесь намерены заказать выпуск на TSMC трех партий ARM процессоров Байкал-М общим числом 213 тыс. Тем самым, как ожидается, Байкал электроникс сформирует необходимые для участия в гостендерах "складские запасы" процессоров.

https://www.cnews.ru/news/top/2021-01-12_razrabotchiki_elbrusov

🇰🇷 Тренды. Цены на сенсоры изображения

Samsung поднял расценки на сенсоры изображений для мобильных устройств в среднем на 40%. Другие производители также в последнее время повышают цены на свои сенсоры, в среднем на 20%.

Напрашивается вопрос, а что - так можно было? Ответ простой - спрос на сенсоры вырос из-за восстановления спроса на мобильные терминалы, а также потому, что сенсоры все в большем количестве используются не только в телефонах или планшетах, но также в других устройствах - роботах, летающих беспилотниках, регистраторах, и т.п. и т.д.

Также сообщает, что Samsung планирует инвестировать в закупку производственного оборудования по техпроцессу 28нм, которое южнокорейская компания планирует передать тайваньской компании UMC вместе с заказами на выпуск 28-нм процессоров обработки изображений. Окончательное решение по этой сделке еще не принято.

https://andro-news.com/news/datchiki-izobrazheniya-samsung-podorozhali.html

📈 Производство чипов и 5G

Учитывая глобальность перехода на 5G, несложно понять тот интерес, какой производители чипов испытывают к этому сегменту, который обещает возможности многомиллиардных заработков.

Часть успешных участников этого рынка известна всем - это Qualcomm, Samsung, Huawei/HiSilicon и MediaTek, Unisoc, Nokia Networks, Intel, Broadcom, Analog Devices, Marvell Technologies, Xilinx и U-Blox.
По настоящему серьезные деньги на чипах 5G пока что смогли заработать Qualcomm, Samsung, Huawei/HiSilicon и MediaTek.

Манит рынок 5G и стартапы. И один из них может получить свою долю крошек со стола больших игроков. Это американский стартап Otava, занимающийся разработкой радиочипов. Компания анонсировала готовность OTBF103 - широкополосного формирователя лучей на кристалле, способного работать в диапазоне 24-40 ГГц, который включает такие диапазоны 5G, как n257, n258, n260 и n261, диапазоны для спутниковой связи и военные диапазоны.

🔹 Микросхема способна работать с 8-элементным Tx/Rx TDD бимформером.
🔹 Содержит малошумящий усилитель и усилитель мощности.
🔹 Есть регулировка мощности отдельно для каждого канала в диапазоне 20 дБ шагами по 0.5 дБ

Чип разработан под техпроцесс Global Foundries 90HP SoGe 9HP, который основан на платформе 90нм BiCMOS. Global Foundries обеспечит также тестирование и корпусирование новых чипов.
Otava подготовила оценочную плату OTBF103-EVAL, которую можно заказать на сайте компании за $7.5 тыс. https://www.otavainc.com/