Historial de desarrollo del chip Kirin de Huawei, para comprender el Kirin 990 de antemano, popularicémoslo.
Cuando se trata de chips de desarrollo propio de Huawei, lo primero que me viene a la mente es la serie HiSilicon Kirin. Sí, es precisamente gracias a su chip para teléfonos móviles de desarrollo propio, Hisilicon Kirin, que Huawei puede ocupar rápidamente las alturas dominantes del mercado y convertirse en el número uno en la industria de la telefonía móvil de China.
Los chips Hisilicon Kirin son donde Huawei está en pie de igualdad con Apple y Samsung. Entonces, ¿cuándo comenzó a desarrollarse Hays Kirin y cuál fue su experiencia? A continuación, el autor describirá brevemente el camino lleno de baches de la investigación y el desarrollo del chip HiSilicon Kirin de Huawei. Antes de discutir, debemos comprender el proceso de fabricación de chips.
01 Fabricación de chips: el cambio cualitativo de un grano de arena
¿Cómo se diseñan los chips? ¿Cómo se producen los chips diseñados? Espero que puedas tener una comprensión general después de leer este artículo.
Silicio (SiO _ 2): la base de los chips
Un chip que parece tan grande como una uña contiene decenas o incluso cientos de millones de transistores. Piénselo. increíble, y ¿cómo se logra esto en ingeniería?
El componente principal del chip es el silicio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, y la arena desoxigenada (especialmente en temporada) contiene hasta un 25% de silicio en forma de sílice.
Lingote de silicio
El silicio (SiO2_2) se conoce desde hace mucho tiempo como la base de la fabricación de semiconductores porque se puede convertir en una sustancia llamada oblea. Primero, necesitamos convertir el silicio en lingotes mediante múltiples pasos de purificación y fusión. Luego, el lingote de silicio se corta con una sierra de diamante para formar discos de espesor uniforme.
La capa fotorresistente se expone a la luz ultravioleta (UV) a través de una máscara para formar patrones de circuito.
A continuación, se necesita una sustancia llamada fotorresistente para cubrir su superficie. Luego, la capa fotorresistente se expone a la luz ultravioleta (UV) a través de una máscara y se vuelve soluble, durante lo cual se produce una reacción química. El patrón de circuito prediseñado está impreso en la máscara y los rayos ultravioleta se irradian sobre la capa fotorresistente a través de ella, formando varios patrones de circuito del microprocesador.
Formación de transistores
En este punto, tenemos que seguir bajando. Necesitamos continuar vertiendo el fotorresistente, luego la fotolitografía y lavar las partes expuestas. El fotorresistente restante todavía se usa para proteger las partes del material a las que no se les implantarán iones.
Proceso de formación del transistor
Luego también hay un importante proceso de implantación de iones. En un sistema de vacío se irradia un material sólido con iones acelerados de los átomos a dopar, formando así capas especiales implantadas en las zonas implantadas y modificando la conductividad del silicio en estas zonas.
Tras la implantación del ion, también se retira el fotorresistente y se ha dopado la zona implantada (parte verde) con diferentes átomos. En este punto, el transistor está básicamente completo.
Cortado y envasado de oblea
Luego podemos comenzar a galvanizar, colocando una capa de sulfato de cobre en la oblea y depositando iones de cobre en el transistor. Los iones de cobre se moverán del electrodo positivo (ánodo) al electrodo negativo (cátodo). Después de la galvanoplastia, los iones de cobre se depositan en la superficie de la oblea, formando una fina capa de cobre.
Entre ellos, primero es necesario pulir el exceso de cobre para pulir la superficie de la oblea. Entonces puedes empezar a construir las capas de metal. El nivel del transistor, una combinación de seis transistores, es de aproximadamente 500 nm. Se forman capas metálicas de interconexión compuestas entre diferentes transistores, y el diseño específico depende del diseño funcional del procesador correspondiente.
Chip
La superficie del chip parece extremadamente suave, pero de hecho, después de la ampliación, se puede ver una red de circuitos extremadamente compleja, como una compleja red de sistemas de carreteras.
A continuación, se prueba el funcionamiento de la oblea y luego comienza su corte. Las buenas porciones son el núcleo del procesador, los núcleos defectuosos se descartan durante las pruebas.
Título
Finalmente, después del encapsulado, pruebas de nivel y empaquetado, vemos el chip.
Describa el proceso de fabricación del procesador
En pocas palabras, el proceso de fabricación del procesador se puede dividir aproximadamente en muchos pasos, como la arena de las materias primas (en temporada), lingotes de silicio, obleas, fotolitografía, grabado, implantación de iones, deposición de metal, capas de metal, interconexiones, pruebas y corte de obleas, empaquetado de núcleos, pruebas de calidad y lanzamiento de paquetes; cada paso incluye un proceso más detallado.
Diseño de chips
La fabricación de chips mencionada aquí es muy complicada, y mucho menos el diseño funcional inicial del chip por parte del ingeniero. A partir de esto, también podemos creer que el desarrollo de Huawei HiSilicon Kirin no ha sido fácil hasta ahora. Hablemos brevemente de su historia de desarrollo.
02Su historia Kirin
Inicio: Centrarse en chips de electrónica de consumo.
Cuando se trata de Kirin, HiSilicon no se puede separar. Fundado en junio de 2004, anteriormente se conocía como Centro de Diseño de Circuitos Integrados de Huawei, que se estableció en junio de 2004. Fue en este momento cuando Huawei inició su batalla por los chips independientes. Desde entonces, durante más de diez años, la empresa ha estado comprometida con el diseño y la producción de ASIC.
Ren tuvo una visión de futuro y agitó la mano, diciendo que Huawei fabricaría sus propios chips para teléfonos móviles. Pensándolo bien ahora, esta fue realmente una gran decisión. Hoy en día, no se puede subestimar el éxito de Huawei.
Después de su establecimiento oficial, el equipo de HiSilicon se centró principalmente en tres partes del negocio: negocio de equipos de sistemas, negocio de terminales móviles y negocio de ventas externas. Gracias a años de cooperación con gigantes de las comunicaciones, los chips 3G de HiSilicon han logrado un gran éxito en todo el mundo, y su acumulación en el campo de las comunicaciones también ha sentado una base importante para el éxito de Huawei HiSilicon.
El veterano Dai Hui dijo una vez que el director del Comité PSST (Grupo de Productos y Soluciones) es Xu Zhijun, quien administra a Hayes desde una perspectiva estratégica. Durante muchos años después, fue el patrón y jefe secreto de Hayes.
Xu Wenwei, que ha sido nombrado presidente de Europa, también se desempeña como presidente de Hayes, participando en la toma de decisiones estratégicas y aumentando la demanda desde una perspectiva de mercado. He Tingbo e Ivy son los responsables del trabajo específico de Hayes. Más tarde, He Tingbo se convirtió en el director de Hayes, mientras que Ivy estaba a cargo del marketing.
Cuando se fundó en 2004, fabricaba principalmente chips industriales que soportaban aplicaciones de red y vídeo. No entró en el mercado de los teléfonos inteligentes.
Desarrollo y madurez
Por supuesto, la investigación y el desarrollo de chips no se pueden completar en tres días. Aunque se estableció oficialmente en junio de 2004, Huawei tardó 5 años en producir su primer chip para teléfono móvil, llamado K3V1. Sin embargo, debido a su propia fuerza de I + D y razones de mercado, el primer producto aún estaba inmaduro en muchos aspectos. falla.
En 2012, Huawei lanzó K3V2, conocido como el procesador de arquitectura ARM A9 de cuatro núcleos más pequeño del mundo. Con la GPU que integra GC4000 y tecnología de proceso de 40 nm, este chip ha recibido gran atención por parte del departamento de telefonía móvil de Huawei y se ha comercializado directamente en Huawei P6 y Huawei Mate1. Se puede decir que tiene grandes esperanzas. Ya sabes, el Huawei P6 se posicionó originalmente como un producto estrella.
Sin embargo, el chip ha sido criticado por los principales internautas debido a la excesiva generación de calor y la mala compatibilidad de la GPU. Pero Huawei ha persistido bajo presión para utilizar el chip en varios teléfonos. En ese momento, todos ridiculizaron los chips de Huawei, y luego Huawei comenzó sus propios esfuerzos.
Después de dos años de acumulación de tecnología, HiSilicon lanzó el Kirin 910 a principios de 2014 y comenzó a cambiar el método de denominación del chip a partir de ahora. Como el primer procesador de teléfono móvil de 4 núcleos del mundo, utiliza la GPU Mali-450MP4.
Kirin 910
Cabe mencionar que Kirin 910 integra por primera vez la banda base Balong710 desarrollada por Huawei, el proceso se actualiza a 28 nm y Mali reemplaza la GPU. El Kirin 910 se lanzó en el P6, una versión mejorada del Huawei P6. Esta es una señal histórica del punto de inflexión de la plataforma HiSilicon y la base para el éxito de futuros productos.
En junio de 2014, con el lanzamiento del Honor 6, Huawei nos trajo el Kirin 920, lo que supuso un gran avance y un nuevo hito.
Kirin 920
Como SOC de ocho núcleos de 28 nm, también integra chips de audio, chips de video e ISP, e integra la primera banda base LTE Cat.6 Balong720, lo que convierte al Honor 6 en el primer teléfono móvil del mundo compatible con LTE Cat.6. También a partir del Kirin 920, el chip Kirin ha ganado mucho reconocimiento. El Honor 6 equipado con este chip se hizo muy popular ese año y sus ventas han sido probadas.
Ese mismo año, HiSilicon también introdujo actualizaciones menores en Kirin 925 y Kirin 928, principalmente aumentando la frecuencia principal y comenzando a integrar coprocesadores. El chip 925 se utilizó en el Huawei Mate 7, creando la historia del Huawei Mate 7 como el buque insignia nacional de alta gama con un precio de 3.000 yuanes y unas ventas globales superiores a los 7,5 millones. ¡En este momento, los chips Kirin finalmente alcanzaron el ritmo de desarrollo de los teléfonos móviles Huawei!
Huawei Mate 7
Huawei Mate 7 se lanzó el mismo mes que los nuevos modelos de Apple y Samsung. En ese momento, Huawei no tenía mucha confianza en ingresar al mercado de alta gama. Inesperadamente, Apple y Samsung se desmoronaron en un momento crítico.
Lo más sonado es que debido al escándalo de Hollywood, y debido a que Apple no ha instalado servidores en China, nadie sabe a dónde va la información, por lo que se cuestiona que existan riesgos de seguridad. Por supuesto, ahora ha instalado servidores en Guizhou.
Por supuesto, además de los procesadores de la serie 9, HiSilicon nos trajo la serie 6 de gama media en 2014 y lanzó el chip Kirin 620. Es el primer chip de 64 bits de HiSilicon e integra banda base Balong de desarrollo propio, decodificación de audio y vídeo y otros componentes.
Este chip se ha utilizado en Honor 4X, Honor 4C y otros productos. Entre ellos, Honor 4X se convirtió en el primer teléfono móvil de Huawei con ventas superiores a los 10 millones. HiSilicon está tratando de demostrarle al público que HiSilicon no sólo puede fabricar chips de alta gama con un rendimiento vertiginoso, sino también chips de gama media con un consumo de energía equilibrado.
Kirin 930
En marzo de 2015 se lanzaron los chips Kirin 930 y Kirin 935. Esta serie de chips no tiene muchos puntos brillantes, sigue siendo un proceso de 28 nm. Pero Hayes evitó inteligentemente la inmadura arquitectura A57 y utilizó la arquitectura A53 con una alta relación de consumo de energía para aumentar la frecuencia principal. Con la ventaja del consumo de energía y el cambio de Qualcomm 810, la serie Kirin 930 ha dado un hermoso giro.
En mayo del mismo año se lanzó el Kirin 650, una versión mejorada del Kirin 620, el primer chip de gama media del mundo que utiliza el proceso de 16 nm. El primer chip SoC de banda base de red completa de HiSilicon que integra CDMA se lanzó en Honor 5C. Más tarde también vimos el Kirin 650 y el Kirin 659 ligeramente actualizados que pulieron un teléfono tras otro.
En noviembre de 2015, se lanzó Kirin 950, lanzado por primera vez en Huawei Mate8. A diferencia de antes, HiSilicon adopta un proceso de 16 nm, integra la banda base Balong720 de desarrollo propio, integra un ISP de 14 bits de doble núcleo de desarrollo propio, integra el coprocesador i5 e integra chips de decodificación de audio y video de desarrollo propio por primera vez. Es un SoC altamente integrado.
Kirin 950
También es el primer SoC de GPU con arquitectura A72 y Mali-T880 del mundo. Kirin 950 ha logrado excelentes resultados gracias a sus ventajas técnicas, además de su experiencia de GPU, ha recibido numerosos elogios de los consumidores en todos los aspectos.
2016 10 El 19 de junio, el chip Kirin Kirin 960 de Huawei fue presentado oficialmente en la conferencia de comunicación de medios de otoño celebrada en Shanghai. Kirin 960 está equipado con un núcleo de CPU ARM Cortex-A73 por primera vez, A53 es el núcleo pequeño y Mali G71 MP8 es la GPU. En términos de almacenamiento, es compatible con UFS2.1, pero es una lástima que todavía utilice la tecnología de proceso de 16 nm.
Kirin 960
Pero a partir del Kirin 960, la serie Kirin 9 resolvió las deficiencias del rendimiento de la GPU y mejoró enormemente el rendimiento de la GPU de Huawei/HONOR. En términos de rendimiento en juegos, ya no es el defecto de los chips Kirin. Kirin 960 se lanzó en la serie Huawei Mate9 y también se utiliza en Honor V9 y otros productos.
El 2 de septiembre de 2017, en el Salón Internacional de Electrónica de Consumo en Alemania, Huawei lanzó el chip de inteligencia artificial Kirin 970. Este chip utiliza por primera vez el proceso de 10 nm de TSMC, que es el mismo proceso que el último de Qualcomm. Chip Snapdragon 835.
Kirin 970
Sin embargo, los 5.500 millones de transistores integrados superan con creces los 36,500 millones de transistores de Qualcomm y los 3.300 millones de transistores del A10 de Apple, lo que supone una reducción del 20% del consumo de energía. La IA es el "cerebro" del Kirin 970 y el núcleo de la tecnología de IA es procesar datos masivos. El lanzamiento de este chip sitúa a Huawei entre los principales fabricantes de chips.
En la primera mitad de 2018, el Huawei P20pro equipado con Kirin 970 fue muy elogiado por el mundo exterior por el excelente rendimiento de su cámara. En ese momento, el P20 y el P20 Pro se habían convertido en líderes en el campo de la fotografía móvil y habían dominado durante mucho tiempo el sitio web de reseñas de cámaras profesionales DXO.
A partir de ahora, el procesador Kirin 980, el primer procesador de 7 nm del mundo, se ha ganado bastantes trucos. La frecuencia principal máxima es de hasta 2,6 Ghz, la CPU, GPU, nueva NPU de doble núcleo y GPU Turbo completamente mejoradas también hacen brillar al Huawei Mate 20.
Por supuesto, hay algunos chips HiSilicon Kirin que no se mencionan en el artículo. Aquí hablamos principalmente de los chips insignia de la serie Kirin 9. Puede que todo el mundo conozca los nuevos Kirin 710 y 810. En resumen, la autoinvestigación del chip HiSilicon Kirin de Huawei todavía tiene un largo camino por recorrer, pero en el futuro previsible, Huawei continuará superando las dificultades y avanzando con valentía.
Por último, hablemos de las últimas novedades. Para todos los fanáticos que prestan atención a Huawei, hay dos aspectos destacados importantes en la segunda mitad del año, uno es el lanzamiento del Kirin 990 y el otro es el lanzamiento del nuevo buque insignia de la serie Huawei Mate 30. Ahora, la noticia oficial de Huawei dice que la exposición IFA 2019 presentará un nuevo producto de gran éxito el 6 de septiembre y, como era de esperar, será el Kirin 990.
Capturas de pantalla oficiales de los terminales Huawei
Según noticias anteriores, Kirin 990 lanzará el proceso EUV de 7 nm de TSMC y muy probablemente integrará banda base 5G por primera vez. Al menos, además de las actualizaciones de procesos, Kirin 990 continuará mejorando el rendimiento basado en Kirin 980. También se espera que adopte la NPU de arquitectura DaVinci de desarrollo propio, que Kirin 810 ya ha adoptado.
Escrito al final
A lo largo del camino, los chips para teléfonos móviles HiSilicon han crecido desde cero y ahora están a la vanguardia de la industria. Invirtieron mucho en I+D a toda costa y sufrieron tanto elogios como reveses. Espero que más empresas chinas, como HiSilicon Qilin, puedan perseverar y trabajar duro para acumular tecnologías clave en sus propias manos lo antes posible.
Aún no sabemos qué tipo de novedades nos traerá el próximo Kirin 990 de Huawei. Esto no se revelará hasta la rueda de prensa. Frente a lo desconocido, bien podríamos esperarlo.