December 24, 2024

传140家中国半导体公司被美列入实体清单

据路透社报道称,美国将于当地时间周一对我国半导体行业发起三年来的第三次打击,包括对半导体设备制造商北方华创、拓荆科技、新凯莱在内的 140 余家公司实施出口限制等新举措。

此次打击计划还将限制向中国出口先进的高带宽内存芯片(HBM),并对24种半导体制造设备和3种软件工具进行出口管制。此外,还将对新加坡和马来西亚等国家生产的芯片制造设备实施新的出口限制。

140多家中国企业被列入实体清单

消息人士称,面临新限制的中国企业中,有近二十家半导体公司、两家投资公司以及一百多家半导体设备制造商。对于这些被列入实体清单的企业,美国供应商在未事先获得特殊许可证的情况下将被禁止向他们发货。

近年来,由于美国和其他国家限制先进芯片及其制造工具的出口,我国加大了在半导体领域实现自给自足的力度。然而,目前仍然落后于Nvidia 和ASML 等芯片行业领导者。据传,美国还准备对中芯国际实施更多限制,该公司于 2020 年被列入实体名单,但根据相关政策,美国允许向其颁发价值数十亿美元的货物出口许可证。

荷兰和日本豁免

新的一揽子计划中涉及外国直接产品规则的部分(任何含有美国技术的产品都将受到管制)限制了外国公司向中国出口的产品。新规则将扩大美国的权力,以限制美国、日本和荷兰制造商向中国某些芯片工厂出口在世界其他地区生产的芯片制造设备。

马来西亚、新加坡、以色列、韩国和中国台湾生产的设备均受该规则约束,而荷兰和日本则获得豁免。该规则还将使美国能够对从海外运往中国的任何产品进行管控,只要这些产品含有美国芯片。

知情人士称,新规是在美国与日本和荷兰进行长时间的讨论后发布的,美国还计划对实施类似管制的国家给予豁免。

该一揽子计划中的另一项规则限制了人工智能芯片中的内存,根据之前的消息显示,包括HBM2和HBM3、HBM3e等更先进的HBM芯片,以及制造这些HBM芯片所需的设备都将会被禁止向中国出口。目前SK海力士、美光和三星是全球主要的三家HBM供应商。

什么是边缘芯片

边缘芯片(edge die)是指位于晶圆边缘区域的芯片,由于晶圆制造过程中的掩模对准误差或晶圆切割等原因,这些芯片可能在设计上存在缺陷或尺寸不完整。以下是对边缘芯片的详细解释:

1. 边缘芯片的形成原因

晶圆制造过程中,光刻、沉积、刻蚀等工艺的作用通常会集中在晶圆的中心区域,因为这些区域的对准精度更高、工艺条件更稳定。晶圆的边缘区域由于距离工艺设备的对准基准较远,受光学衍射效应、机械应力、温度等因素的影响较大,导致边缘部分的芯片质量往往较差。特别是在晶圆切割时,由于晶圆机械力不均匀,边缘部分容易形成缺陷或未完全切割的芯片。

2. 边缘芯片的特点

尺寸不完整:由于在切割过程中,边缘芯片可能不完全符合设计要求,尺寸上较为不规则,甚至会出现未完整切割的情况。这意味着边缘区域的芯片在生产过程中的良率较低。

缺陷增加:边缘芯片由于光刻和刻蚀的对准精度较低,容易产生一些微小的缺陷或失效,影响芯片的功能。

废弃和损失:边缘芯片通常被视为废弃区域,因为它们的质量和性能较差,无法达到标准要求。这些芯片的存在意味着晶圆在加工过程中存在一定的浪费。

3. 边缘芯片对晶圆利用率的影响

晶圆的边缘芯片主要是由于制造和切割中的物理限制所导致的面积浪费。为了提高晶圆的使用效率,半导体行业在发展过程中不断推动使用更大直径的晶圆(如300mm晶圆),以减少边缘芯片占用的面积。这是因为大直径晶圆能够提供更多的有效区域,减少边缘部分无法使用的浪费。

4. 如何缓解边缘芯片的影响

提高工艺精度:通过提升光刻、刻蚀和其他工艺的精度,减少边缘区域的芯片缺陷。这是提升良率和减少边缘芯片数量的根本途径。

优化切割方法:采用更加精细的晶圆切割技术,使得切割过程中边缘部分的损失最小化。

晶圆尺寸的提升:增加晶圆的尺寸(如使用更大的300mm或450mm晶圆)可以降低边缘芯片所占的面积比,进而提升单位面积的芯片数量。

5. 类比与比喻

可以将晶圆比作一块大蛋糕,芯片是切好的小块。而边缘芯片就像蛋糕边缘的一些碎屑,虽然它们原本是蛋糕的一部分,但由于边缘切割不完美,这些碎屑通常不可食用。为了减少这些碎屑,制造者会尽量改进切割工具或选择更大的蛋糕,这样即使有些边角部分被浪费掉,也能确保中心区域的蛋糕质量更高。

6. 总结

边缘芯片是晶圆生产中不可避免的产物,主要由光刻、切割等工艺造成。虽然边缘芯片不符合标准,无法作为合格产品使用,但通过提高工艺精度、优化切割技术和使用更大直径的晶圆,能够有效减少边缘芯片的面积浪费,提升晶圆的整体利用率和良率。

December 23, 2024

酷睿Ultra 200S体验持续进化

近期计划装机的同学似乎遇到了一个选择困难的问题,刚发布不久的英特尔酷睿Ultra 200S系列似乎战斗力没有想象中那么强劲,而隔壁AMD Ryzen X3D系列开始在部分游戏场景中发力,表面看起来相当能打。然而事实并非这么简单,酷睿Ultra 200S从十月份发布至今,英特尔不断围绕Arrow Lake-S,也就是酷睿Ultra 200S系列展开优化工作,而在近三个月的实际使用中,酷睿Ultra 200S表现出了纸面参数无法表达的高素质。

类似于服务器处理器擅长于多线程并行处理,但在游戏与娱乐方面表现欠佳一样。桌面端的消费级处理器往往需要注重能耗、游戏、超频、创作、AI体验等多方面平衡,能够兼顾多样化的消费端使用环境是工程师们长期头疼的问题,而这也正是酷睿Ultra 200S系列最为擅长的地方。

一键让游戏体验暴涨

Arrow Lake-S架构是一套全新的桌面解决方案,通过先进的封装技术将台积电N3B、N5P和N6工艺整合到一个SoC中,通过结构优化让E-Core部分获得了两倍的缓存,性能甚至也优于上一代P-Core的。

效能上的优化让酷睿Ultra 200S系列的潜力非常大,以DIY玩家们热衷于的性能超频为例,酷睿Ultra 200S在设计之初就最大化的开放了超频的玩法,不仅可以独立调整每一个核心,每一个Die,每一个模块的频率,Die与Die之间接口的吞吐量,英特尔都提供了丰富的调整选项。

比如在以往很长一段时间中,超频时的外频调整往往以100MHz甚至更高作为一个间隔,并不能完全匹配不同体质CPU之间的实际性能。在酷睿Ultra 200S系列中,时钟频率间隔精细到16.67MHz,每一点的频率提升都会机会对CPU性能的极限压榨。不仅如此,英特尔的超频也向来以稳定著称,如果频率过高或者供电不稳,酷睿Ultra 200S都可以通过重启方式回溯到上一次超频的稳定版本,而竞争对手则有很大的概率直接死机,让玩家喜提返厂保修流程。

配合多Die的细微调整,以及超频的可靠性提升,酷睿Ultra 200S的超频设计最终与体验实现了结合。这意味着酷睿Ultra 200S不需要将某个核心单纯的超频到6GHz以上,获得测试软件某个项目子项的高分,对综合体验毫无用处。

细致的超频选项不仅可以围绕酷睿Ultra 200S的P-Core、E-Core、缓存、D2D之间交流进行全面调整。同时也可以通过SAF(System Agent Fabric)和NGU(NextGeneration Uncore,)超频,以及喜闻乐见的X.M.P技术对内存进行提升。

特别是随着DDR5内存高频愈发普及,内存超频对游戏体验提升是非常明显的。玩家甚至不需要去挑选超频特供的优质内存颗粒,凭借着X.M.P技术,就有计划将内存频率提升至8400MT/s以上。主板厂商围绕酷睿Ultra 200S这一特性,更是将内存频率甚至可以达到12000MT/s以上,放在以往DDR4时代,是根本无法想象的。

因此酷睿Ultra 200S的超频体验是一个综合性的体验,通过对P-Core、E-Core、Ring、D2D、NGU以及DDR5内存频率的调整,让玩家在不花钱的前提下,就能在游戏中获得超过10%的性能提升,特别是对于《CS2》《DOTA2》这种注重CPU性能游戏而言,从560FPS帧率一下进阶到620FPS,完全是质的提升。

不仅如此,整个超频过程也已经被华硕、七彩虹、铭瑄等主板厂商简化,通过一键超频,就能获得CPU到内存频率的全方面提升,并且整个过程表现稳定,功耗和散热增加幅度几乎可以忽略不计,也足以见得酷睿Ultra 200S在超频上拥有很好的可用性。

产品进阶时

如果说高效能是酷睿Ultra 200S在设计之初就已经确定的基调,那么后续的软件升级则可以看出酷睿Ultra 200S未来升级的更多可能性。英特尔在酷睿Ultra 200S发布后的两个月时间中,不断收集KOL、发烧DIY玩家的反馈,对酷睿Ultra 200S已经出现的问题进行了积极优化。包括解决了独显驱动和集显驱动之间的软件冲突,对平台更好的适配。

更重要的是,英特尔通过与OEM厂商合作,及时发布最新版的BIOS,在底层上对性能与电源管理包进行持续优化,让酷睿Ultra 200S在电源平衡模式下,也可以获得更好的性能。并且进一步优化了英特尔应用优化器(APO)的性能,让其在游戏中发挥真正的作用。

另外,酷睿Ultra 200S还对时下主流的竞技游戏反作弊软件提供了兼容,包括《APEX》反作弊软件可能造成的蓝屏情况。针对上述问题,英特尔已经计划在1月份更新的微代码0x114上修复了对应问题,并且各大主板厂商BIOS更新也会对其进行对应的优化,同时相关优化也会出现在Windows的更新中,主打一个无死角更新。

英特尔还表示,BIOS在未来还将得到持续优化,以获得更多BIOS性能方面的提升,让体验变得更为顺畅。

在实际测试中,通过Geekbench 6的单线程表现就能很好的证明新BIOS给酷睿Ultra 200S带来的质的提升,仅依靠更新BIOS一个动作,就让CPU的单核性能提升达12%。

在游戏测试中,包括《赛博朋克2077》《古墓丽影:暗影》等3A游戏也对Arrow Lake-S适配进行了针对性优化,让酷睿Ultra 200S运行游戏的效率越来越高,游戏体验明显提升。

调动生态链,打造AI PC全面手

让酷睿Ultra 200S系列能够持续获得优化和软件升级的背后,是整个英特尔生态链共同努力的结果。例如前面提到的主板厂商优化,原本复杂的超频选项,变成了普通玩家也能轻松获得一键超频功能。再比如3A游戏和专业软件持续更新,针对酷睿Ultra 200S进行优化,使用体验正在变得越来越好。

特别是酷睿Ultra 200S系列提供对CUDIMM等高频内存的支持,让DDR5的行业频率普遍提升到一个新的层次。这意味着,在不依靠主动散热的前提下,内存表现就能轻松维持在8400MT/s,甚至10000MT/s以上,让曾经遥不可及的10GHz梦想变得近在咫尺。这是连13代和14代酷睿都不敢想象的。

相比之下,虽然市面上8000MT/s以上DDR5内存也宣称兼容AMD Ryzen 9000平台,但由于运行机制不同,6400MT/s以下才是AMD平台的最佳运行频率,强行提高内存频率反倒会降低整机性能,增加系统延迟。足以见得提升某一个组件的频率并不能确保实际体验变好,尽可能在某个场景下分数增加,但对于实际使用场景而言,并没有多大作用。

特别是包括AI在内的专业应用对英特尔平台的持续优化,在后续的应用升级中对NPU、Xe核显的支持,让AI算力成为未来计算的重要组成部分。再加上对Thunderbolt 4、Thunderbolt 5、Wi-Fi 7等扩展技术的支持,对于追求体验和稳定表现的玩家而言,英特尔提供了更多扩展的可能性。

随着2K OLED屏幕销量井喷,以及越来越多的玩家注重游戏品质和游戏体验,AI PC所能提供的顺畅感变得尤为重要。英特尔在酷睿Ultra 200S发布后的2个月内持续收集用户意见,修复Bug,与生态链合作优化性能,都体现了英特尔对Arrow Lake-S和酷睿Ultra 200S的重视。同时也给即将在CES 2025上发布的标压处理器奠定更好的性能基础。

酷睿Ultra 200S系列无疑是一款会持续带来惊喜的处理器,特别对于希望能够在近期打造一款游戏、娱乐、创作综合表现都令人满意表现的机器,英特尔酷睿Ultra 200S系列仍然是非常值得考虑的平台。

引用于

作者: penylo 微信公众号: 爱极物

December 11, 2024

晶圆制造中的系统工具概述

IEMS、Odyssey、RMS和SPC是四个常见的系统工具,它们在集成电路的制造过程中起着至关重要的作用,尤其是在刻蚀工艺和其他后端工艺的控制和优化方面。

1. IEMS (Integrated Engineering Management System)

IEMS 是一种集成工程管理系统,它主要用于半导体生产过程中的数据采集、监控和工程优化。它通过连接各个生产环节的数据源,集中展示所有工程和生产相关的信息。IEMS 的主要功能是实现生产过程的实时监控,工程变更的管理,以及设备的性能分析和优化。

主要功能:

实时数据采集与监控:IEMS 能够实时采集来自不同生产线、不同设备和不同工艺步骤的数据,包括温度、压力、流量、时间等参数。这样,工程师可以通过系统快速发现工艺或设备出现的异常,并做出及时调整。

工艺优化与维护:IEMS 可以结合生产数据,进行生产过程的分析,识别瓶颈和低效环节,帮助工程师改进工艺参数和设备调试。

工程变更管理:IEMS 允许在不同的生产阶段记录和跟踪工艺变更,确保生产过程的可追溯性和规范性。

类比:

可以把 IEMS 想象成一个高效的指挥中心,集成了所有生产线和设备的状态信息。就像是一个交通控制中心,实时监控城市中每一条道路的交通流量,及时疏导拥堵路段,确保交通顺畅。

2. Odyssey

Odyssey 是一种基于web的平台,用于优化半导体制造过程中的数据处理、分析和可视化。它主要应用于生产过程中的缺陷分析、质量控制以及流程优化。Odyssey 提供了丰富的数据分析工具,支持通过不同的维度进行数据查询、报表生成和趋势预测。

主要功能:

缺陷分析与跟踪:Odyssey 能够帮助工程师分析生产过程中出现的缺陷,进行缺陷的分类、统计与追踪。通过与生产数据的结合,Odyssey 可以帮助识别导致缺陷的根本原因,帮助进行流程改进。

质量控制与优化:Odyssey 提供了强大的数据分析功能,可以对生产过程中的质量数据进行实时分析,发现潜在的质量问题并进行预警。它支持多种统计分析方法,如SPC(统计过程控制)等。

可视化与报告:Odyssey 提供了灵活的数据可视化功能,工程师可以通过图表、仪表盘等形式展示生产数据,帮助决策者快速了解生产现状。

类比:

可以将 Odyssey 看作是一款高效的数据分析软件,它像一个探照灯,能在复杂的生产数据中迅速照亮潜在的问题区域。就像在一片黑暗的夜空中,通过望远镜分析星星的位置,Odyssey 让工程师能够直观地看到生产过程中潜在的质量风险和缺陷。

3. RMS (Recipe Management System)

RMS 是一种专门用于管理和优化生产过程中设备“recipe”的系统。设备的“recipe”是指设定的操作参数和步骤,这些参数控制着设备如何执行特定的工艺步骤。在刻蚀工艺中,recipe 的准确性直接影响到产品的质量和一致性。RMS 通过系统化地管理这些参数,确保生产过程的稳定性和可控性。

主要功能:

recipe 管理:RMS 允许工程师对每台设备的工艺步骤进行详细的管理。通过它,可以记录每台设备的所有参数设置,包括时间、压力、电流、温度等。这些参数会被用于每次生产的具体操作中。

参数优化与调整:RMS 提供了基于历史数据的分析功能,工程师可以查看不同 recipe 对产品质量的影响,进而调整参数,达到最佳的工艺效果。

版本控制与追溯:RMS 允许对每个 recipe 进行版本管理,确保每次生产过程中使用的 recipe 都可以追溯到具体的参数和版本,避免因为 recipe 设置不当导致的质量波动。

类比:RMS 就像是一位精密的“调度员”,它通过管理和调整生产中的每一个细节参数,确保工艺如同精准的乐曲演奏,每个音符(参数)都能够完美对接。

4. SPC (Statistical Process Control)

SPC 是一种统计过程控制方法,广泛应用于制造业中,用来监控和优化生产过程中的变异。它基于统计学原理,通过对生产过程的实时数据进行分析,帮助识别不符合标准的变异,并及时采取措施进行纠正。

主要功能:

过程监控:SPC 通过对生产过程中重要参数的持续监控,及时发现工艺变异。它使用控制图、直方图等工具,实时显示生产过程的波动情况,并标出超出控制限的点,帮助工程师识别潜在的生产问题。

数据分析与优化:SPC 的数据分析功能可以帮助工程师找到生产过程中变异的来源,无论是设备故障、操作不当,还是环境因素,都能通过 SPC 工具被识别出来。

质量改进与预测:通过对历史数据的回顾,SPC 可以帮助预测生产过程中可能出现的问题,并为未来的质量改进提供数据支持。

类比:SPC 就像是一个“守门员”,时刻监视着生产线的每一个环节。它通过不断地观察和分析,确保工艺过程不会偏离预定的标准。当出现异常时,它就像是一位警报器,发出信号,提醒工程师采取纠正措施。

我们小结一下:IEMS、Odyssey、RMS 和 SPC 是现代半导体生产中不可或缺的系统工具,它们各自有着独特的功能,但又密切协作,帮助工艺工程师保证生产过程的稳定性、提高生产效率,并降低缺陷率。

IEMS 是一个全面的工程管理平台,负责生产过程中的数据采集、监控和工程优化。

Odyssey 是一个强大的数据分析平台,专注于缺陷分析和质量控制。

RMS 是一个设备配方管理系统,确保生产过程中的参数设置稳定一致。

SPC 是一个过程控制系统,利用统计学方法帮助工程师实时监控和优化生产过程。

它们共同的目标是确保刻蚀工艺和整个制造流程的高效、精准和稳定,最终实现高质量的集成电路产品。

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