高通骁龙芯片
华为麒麟系列的手机芯片无论在功能以及运行速度上都是非常完善的,完全可以、甚至超越了美国的高通骁龙、苹果A系列的手机芯片。除了华为麒麟芯片外,让我们比较熟悉的就是小米的澎湃系列芯片,早在多年前,澎湃系列的芯片就已经诞生。在2017年,小米第一款澎湃S1系列芯片诞生,并且搭载到了小米5C的系列手机中,但由于这款芯片缺陷多、表现一般,让很多用户们感到失望,最后小米澎湃S1芯片就没有了下文,芯片研发项目处于暂停状态,那个时候还遭到了很多人的嘲讽:“澎湃S1芯片没有帮助小米抬高股价”。然后小米系列的手机基本都是依赖美国高通公司的高通骁龙系列芯片。到了2021年,小米再次开启芯片研发项目,在2021年的3月份,小米发布了澎湃S3芯片,本以为澎湃S3可以成为华为麒麟芯片之后的国产第二个真正意义上的芯片,但结局让人大跌眼镜。
小米澎湃芯片
小米澎湃S3只是一种ISP芯片,小米这种模糊的芯片发布会误导了我们以为是一套完整意义上的芯片。所谓的ISP即 Image Signal Processor(图像信号处理器)的缩写,一般用来处理 Image Sensor(图像传感器)输出的图像信号。它是图像处理的核心器件,在手机影像系统中占有核心主导地位,是手机芯片系统中的重要组成部分。与完整意义上的SOC手机芯片完全没有可比性。
ISP芯片
OPPO与vivo作为一对“兄弟”企业,也都在2020年开始相继自主研发手机芯片。OPPO的芯片研发团队达到了千人,vivo的研发团队达到了500人,可以看得出,OPPO与vivo在芯片研发程度上是下了“血本”。OPPO管理层也宣布在未来十年的自研芯片水平将达到全球科技企业的先进水平。OPPO与vivo对芯片研发的路线比较接近,都是先从ISP开始,但与小米不同的是,OPPO与vivo都已经有SOC芯片的研发计划,也就是先从ISP芯片做起,然后再向SOC芯片过渡。还有OPPO与vivo对芯片还处于研发状态上,想要把自研的SOC芯片搭载到手机中,或许还需要很多年以后,所以目前还需要美国高通公司的高通骁龙芯片来作为其智能手机品牌的处理器。但是从技术研发的层面上,OPPO、vivo与华为还是相差巨大的,所以OPPO、vivo就算研发出了SOC芯片,也无法与华为的麒麟系列芯片相比。
OPPO与vivo
虽然OPPO、vivo、小米都向芯片研发的道路上买来了一大步,但缺陷就是,在芯片制造技术上还需要台积电、三星来代工,vivo也明确表明其自研芯片由台积电来代工,所以我们国产芯片的发展道路还很漫长。
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?
高通好。
这个话题非常耐人寻味,华为海思麒麟芯片,从原则来说和高通并不是一个等级!这个也许有些让人泄气,但是这个是不争的事实!
高通属于美国,安卓CPU 基带基本都来自高通。包括苹果的基带也是来自高通。这家公司总有大量的技术专利。基本垄断安卓机CPU的中高端市场。
典型代表小米。小米每一款旗舰机都用上高通的CPU,不仅仅小米。很多品牌的旗舰机都上高通。支持全网通。
可为移动终端带来极高的处理速度、极低的功耗、逼真的多媒体和全面的连接性。
华为自研的麒麟芯片一直备受关注,其中华为麒麟980芯片更是代表国内芯片制造第一梯队水平。但华为的芯片研究并不仅仅止步于手机芯片。
从近期的几场发布会中,可以透视华为的芯片布局全景,其中包括路由芯片和ARM服务器计算芯片。
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