猛擎科普:继碳基芯片之后,华为转向光子芯片

猛擎科普:继碳基芯片之后,华为转向光子芯片,第1张

碳基芯片来了,弯道超车!


光子芯片来了,弯道超车!


似乎苹果三星已经被按在地上摩擦,沦为了过去式的老爷车。


近日,有人提到,关于中国科研人员研发的光子芯片,如果能成功,那么将可以应用于华为。而相关人士透露,这主要是因为首个轨道角动量的波导光子芯片被其研发出来,进一步实现光子OAM(轨道角动量)能在波导中近乎无损的有效传输,且就此申请专利。


手机的芯片


一般情况下,芯片工艺的制作是从设计研发,到生产,再到封测三大阶段。后两者还需要用到我们常说的光刻机,这也是制作环节的硬核。它的工作原理类似相片曝光,利用具光线的曝光将掩膜版中的图形纹理给印在硅片上。


所以我们先了解下常见芯片,手机芯片(chip)都是硅材质,且大多采用单晶硅。晶圆(Wafer)就是半导体载体的硅晶片,在该晶圆体中每个小点的单体晶片则是裸片(Die)。


设计芯片时,需要使用EDA方式


即通过CAD软件采用EDA方式实现集成芯片的设计,而设计如果无法做好,则不能达到集成效果,只能算是强硬的拼接。


而手机厂在设计中,要将这一系列的芯片组合在一起,怎么说呢?由于为了不占据空间,采用的ARM(英国一家设计公司)精简指令设计模板,如果单一的芯片,性能非常差。因此要将每个芯片集成起来,但此项技术是大部分企业没有突破的,仅有苹果,ARM,高通,三星等为数不多的企业能做到。


这就是为什么苹果的集成芯片性能好出那么多,以及英特尔比AMD同nm级下,依然比ADM性能强大许多(AMD也是集成,但是没有英特尔做得更好)。其他的企业,一般都是把芯片黏贴在一起组装的,并非做到了集成。


集成芯片是由哪些芯片构成的呢?


一、CPU(即中央处理器),它会在手机或者电脑中进行计算,相当于核心大脑。


二、GPU(即图形处理器),用于显示图形工作处理,目前手机中大多为3D的GPU,间接的给CPU减负,也是除CPU外最核心的一块芯片了。


三、NPU(即神经网络芯片),主要负责视频,图像等多媒体数据处理。


四、MCU(即单片微型计算机,扩容芯片),将CPU的频率跟规格缩减,另一个作用是把运行内存等元件统一的整合在单一芯片中。


五、ASIC(即定制集成电路),将所有元器件集成在电路中,相当于我们常说的电路板,可根据客户设计单独定制。


六、DSP(即数字信号芯片),利用硬件乘法器,来达到对各种数字信号处理的计算工作。


七、FPGA(即半定制电路),是设计可调控,生产即固定的可编程器,弥补定制电路不足与编程器电路数缺陷。


八、SOC(即可定制芯片),属于系统级别,常见的有可用于视频电话等方面(但在国外,其功能远远不止于此),也可以包含CPU、GPU等等。因为具备复杂指令的IP核,加上定制化,导致功能非常多。这个产品的技术含量极高,很少有企业能做出来,目前我国的企业都倒在了这里。SOC芯片是未来手机最主要的发展方向,因为其运行能力远强于其他芯片。


九、BIOS(输入输出芯片),在启动后,对硬件检测与初始化功能。属于只读存储器,不供电情况下也可以保留数据。


十、CMOS(临时存储器),保留BIOS中的设置信息及系统时间,日期等,临时存储器,断电后数据丢失。


十一、DRAM(即动态随机存取存储器),短时间保留数据,需要定时刷新。


十二、NAND(即闪存),它的存储数据不易丢失,断电后依旧可以保留数据,提升了存储容量,一般保障重要数据。


十三、SRAM(即静态随机存取存储器),与DRAM相反,不刷新可保留数据,不过断电后依然数据丢失。


十四、ROM(只读存储器),断不断电都可以保留数据,虽然不是硬盘,但功能类似于电脑硬盘。


十五、IC(电源开关芯片),顾名思义按键开关后,该芯片带动电源。


十六、LED(发光芯片),手机信号灯一闪一闪的,有时候绿色有时候橙色,就是这个芯片在捣鬼,当然除此之外,还负责照明技术。


十七、CIS(传感器芯片),需要配合CIS传感器,两者联通点对点收发,如摄像头至CIS芯片的图像处理等。


十八、永久芯片(别名打印机芯片),因为属于垄断型芯片,所以很多人不知道,但类似于北斗,大多军用。寿命长,无差别工作。


十九、M芯片(视频监控芯片),在国内属于被垄断领域,由三大企业掌控,据说国外的该芯片性能更好一些,但一直无法进入市场。


二十、航天芯片,被垄断行业,倒是有一家民企,未来或许会国企改革。


二十一、北斗芯片,具备基带芯片,RF射频芯片及微处理器的芯片组,国内垄断企业。


二十二、载波芯片,电力网络收发器,具体参数不详,垄断行业。


当然芯片的种类有很多,还有物联网,AI(人工智能,甚至是互交功能),RFID(视频识别),雷达,网卡等芯片。手机的设计商们,需要把以上核心的芯片集成在一起,才能最大化性能。


光子芯片是什么原理?


单光子芯片由英特尔和美国加州大学共同研制,把原本具备发光属性的磷化铟,跟硅的光路融合至单个混合芯片里。于是在增加电压后,磷化铟的光,便会冲进硅体晶片中的波导,从而产生持续的激光束,最终由这种激光束来驱动手机芯片上的器件。


同样的原理在光纤中早已上演,不过其导体为玻璃或塑料。


我们的轨道角动量波导光子芯片,是将以上光在通过波导内以后,能够高效高保真地传输低阶OAM模式,传输效率约为60%。此外,三比特中那“高维量子比特(qutrit)”态,也比硅导体的双比特“量子比特(qubit)”态要好,该波导确实有可能对高维量子态拥有 *** 控和传输的能力。


光子芯片VS硅芯片


事实上,电流传播速度大约等光速,为3 10^8m/s。光子芯片速度比硅芯片提高50倍,功耗却只有其1%,确实能够极大压缩成本。


那么光子芯片是否可以实现


但是,根据目前的研究表明,仍然无法让OAM存在于芯片内部。这一方面是由于生产设备问题,另外一方面,则是 传输中,无法掌握具体数据。以及由于扭曲光本身是自旋波导,加上螺旋形波阵的反冲,导致最后没有找到合适的位置。


不过磷化铟会致癌,属于2A类呼吸级致癌物,当然主要原因还是技术层面的问题。曾经英特尔就表示,此项技术依然需要很久,至少不是目前(十年内)可以做到的,当然等可以研发出的那天,标志着硅光子芯片成本的压缩。


超车的方向很重要


常常有人说就算我们研发了5nm芯片或者光刻机,但是西方 科技 肯定更领先,绝对不能在一棵树上吊死,要弯道超车云云。


其实这是需要有一定的知识储备或者说基础才行,如果在条件未充足的情况下,那么就像一辆三轮车想以60码速度超过 汽车 ,在弯道上就会翻车,没什么可以继续老话长谈的。甚至在芯片领域,我们什么都没有,研发,生产,设备等等,这就更应该扎实基础。


哪怕要弯道超车,也选择我们较有优势的领域,超到全球一流或者顶级,这个可能性总比芯片来的高。不知道楼下的读者们,是怎么认为的呢?

RFID一般指射频识别技术(通信技术术语)。

RFID又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

扩展资料

RFID技术的基本工作原理并不复杂:

标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

参考资料:

百度百科-射频识别技术

可以考虑以下几种方法:
1、使用远程监控软件:安装一款能够实现远程访问和管理的监控软件,并将其与雷达料位计连接。使用该软件,您可以通过互联网远程访问设备并进行参数设置。
2、使用物联网技术:通过将雷达料位计连接到物联网平台,可以实现远程监控和参数设置。您可以使用专门的物联网平台或自己搭建一个物联网系统来实现这一目的。
3、使用远程控制器:如果您的雷达料位计配备了远程控制器,那么您可以通过远程控制器实现远程监控和参数设置。

中国深圳,2023年3月27日近日,全球领先的智能激光雷达系统科技企业RoboSense速腾聚创获国际公认的测试、检验和认证机构SGS签发的AEC-Q100可靠性测试报告与证书。RoboSense速腾聚创激光雷达MEMS振镜模组成为目前全球唯一通过该认证的激光雷达扫描器件。

△“RoboSense MEMS振镜模组荣获SGS AEC-Q100产品可靠性认证”颁证仪式

车规可靠性与安全认证是衡量激光雷达成熟的基础条件。此次RoboSense速腾聚创激光雷达MEMS振镜模组通过AEC-Q100认证,不仅标志着RoboSense速腾聚创激光雷达MEMS振镜模组达到车载应用的要求,能够为RS-LiDAR-M系列(简称M系列)激光雷达产品提供切实安全保障;也标志着RoboSense速腾聚创在与SGS的深度合作下,填补了全球激光雷达MEMS振镜可靠性测试方面的空白,为后续MEMS振镜的可靠性测试提供了模板。

△ RoboSense MEMS振镜模组荣获SGS AEC-Q100产品可靠性认证

RoboSense速腾聚创CPO张腾表示:车规级激光雷达是汽车行业在智能化变革进程中引入的新型传感器。作为全球领先的智能激光雷达系统科技企业,RoboSense速腾聚创从产品设计到生产智造的全流程高度重视产品可靠性,积极推动企业的车规级标准体系建设与产品验证,此前已通过ASPICE CL2、IATF16949、CNAS等体系认证。此次RoboSense速腾聚创MEMS振镜模组通过AEC-Q100认证,将为M系列激光雷达产品在可靠性方面构筑更宽更深的护城河,为合作车企提供高质量的激光雷达产品,赋能全球汽车产业智能化的快速发展。

△ RoboSense与SGS团队合影留念

SGS中国互联与产品事业群总经理赵晖表示:满足车规级可靠性是车载激光雷达大规模应用的必经之路。此次,RoboSense M系列激光雷达MEMS振镜模组通过AEC-Q100认证,是全球激光雷达行业对扫描器件车规级可靠性的首次充分验证,不仅有利于M系列激光雷达产品竞争力的提升,更是为激光雷达在汽车产业的规模化应用树立了可靠性验证参考标准的新标杆。未来,SGS将持续助力RoboSense激光雷达产品的可靠性测试与验证,助力全球激光雷达产业发展。

△ RoboSense M系列产品的核心扫描元器件MEMS振镜模组

AEC-Q100是基于失效机理的集成电路应力测试鉴定,适用于车用IC芯片的综合可靠性测试认证标准,是汽车芯片产品应用于汽车制造领域的基本门槛。作为认证芯片元器件的推荐标准,AEC-Q系列正在成为车规级芯片的默认门槛。

MEMS振镜是一种光学MEMS执行器芯片,可以在驱动作用下对激光光束进行偏转、调制、开启闭合及相位控制。在RoboSense速腾聚创第二代智能固态激光雷达RS-LiDAR-M系列产品中,MEMS振镜模组作为核心扫描元器件,是产品能否实现“高性能、高可靠性、车规级安全、极致性价比”等的关键性因素。

△ RoboSense MEMS振镜模组变频振动测试

然而,作为全新的车载芯片类型,RoboSense速腾聚创激光雷达MEMS振镜模组与现有车载芯片类型差异巨大,难以适用现行的系列细分标准。目前,行业现行适用的AEC-Q10X系列标准,均为根据既定成熟的芯片产品类型、基于AEC-Q100母标准延伸的定制化测试标准,如AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q102(离散光电LED)、AEC-Q103(传感器)、AEC-Q104(多芯片组件)等都有相应的芯片类型。

△ RoboSense MEMS振镜模组机械冲击测试

为此,RoboSense速腾聚创与AEC汽车电子委员会成员之一的SGS展开深入合作,以AEC-Q100母标准为纲领,由SGS制定MEMS振镜模组测试方案,对激光雷达MEMS振镜模组进行严格测试。

在超过4400个MEMS振镜模组测试验证样本量的投入下,RoboSense速腾聚创MEMS振镜模组最终通过了汽车电子领域严苛的AEC-Q100认证,成为全球首款通过该验证的激光雷达MEMS振镜模组,充分满足全球主流车厂对智能驾驶前装规模化量产的要求。

△ RoboSense MEMS振镜模组高温工作寿命测试

千锤百炼之下,RoboSense速腾聚创以高可靠性、高性能和满足严苛车规级测试的激光雷达产品,赢得比亚迪、丰田、广汽埃安、一汽红旗、一汽解放、奇瑞汽车、长城汽车、小鹏汽车、极氪智能科技、领克汽车、路特斯科技、Lucid等近20家车企50余款车型定点订单,加速推动了全球汽车产业及智能驾驶前装量产进程。

△ RoboSense合作客户(部分)

未来,RoboSense速腾聚创将戮力创新,不断加强车规级激光雷达安全及可靠性测试验证体系的建设与投入,持续为汽车产业的合作伙伴提供高质量、高可靠性、安全极致的激光雷达产品及技术,让人们的智能出行生活更安全、更美好。

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