我们的半导体为何不行?看看老美的专家都是什么人,应对措施来了

我们的半导体为何不行?看看老美的专家都是什么人,应对措施来了,第1张

华为在芯片方面的被动给我们敲响了警钟,由于在核心技术方面的不成熟和关键设备的缺失,导致了我们目前的困境,但是最让我们担心的并不是这些,而是半导体领域高 科技 人员的缺失和流失。

在查阅了很多相关资料后发现,老美在半导体材料方面的专家,华人占据了很大的比例,这里面就包括提出5nm高精度工艺三极管解决方案和解决光刻机难题的专家,由于很多特殊的原因,很多出身于国内高校的顶尖人才,在出国深造以后,纷纷选择了移民,留在国外,这也包括那些半导体领域相关的计算机、互联网等高 科技 人才。

这些高 科技 人才不能为我所用,着实是太可惜了。中微半导体设备公司的创始人尹志尧曾经说过这样的话,他在美国加利福尼亚大学留学的时候发现,老美在半导体方面的专家大多数都是华人。这也是目前国产芯片落后于欧美发达国家的一个重要的原因。

由此可见,人才缺失和人才流失才是真正值得我们担心的问题,我们辛辛苦苦把他们培养起来,我们自己的同胞学成之后却留在国外,为人家出力,帮助人家壮大 科技 力量,而我们却因为技术力量的不足处处被限,苦苦挣扎。其实造成这个问题的原因有很多,除了个人的人生观、价值观、世界观以外,国内没有给这些人才提供很好的生活、工作环境才是主因。

就拿最基本的收入来说,相比于那些年收入几十万甚至上百万的互联网、金融行业的岗位,从事半导体行业科研人员的收入可以用寒酸来形容,根据《中国集成电路产业人才白皮书》的数据显示,从2019年第二季度开始到2020年第一季度结束,国内从事半导体行业工作人员的年平均工资仅十万左右,这点儿收入不仅在国内不算什么,跟国外提供的待遇相比,更是九牛一毛,这些人才如果要选择回国做贡献,那么就要放弃西方国家提供的优厚待遇,这也是造成人才流失的一个很重要的原因。

不仅如此,在半导体行业专业人才的培养上我们也有很多不足,比如 社会 上很少相关的专业培训机构,企业的内部培训体系也极其不完善,即使在各大高校内,也没有对这方面多么的重视,很多相关专业的学生在毕业之后就连继续深造,提升自己的机会都没有, 社会 上的就业机会也是少之又少,很多半导体专业的人才实在坚持不下去,只能被迫选择了转行,条件好一些的也就选择了出国深造,深深被国外的环境所吸引,然后留在了国外。

目前的形势是非常的严峻的,我们之前还能够通过代工或者直接采购的方式解决芯片问题,现如今就连这样的机会都没有了,即使能买到的也都是一些比较低端的芯片。现在我们在半导体领域的人才缺口是越来越大,根据相关公开推测数据显示,预计到2022年,我们在半导体领域的人才缺口有可能会超过20万人,如果按照如此形势继续下去的话,到2025年,这个数字有可能将超过30万人,解决人才缺失问题已经到了刻不容缓的地步。

针对这个情况,目前我们国家也做出了一系列的应对措施,比如在高校新增半导体相关专业门类,将“电子科学与技术”这个专业旗下的“集成电路科学与工程”从二级学科提升为一级学科;再比如清华大学为此专门设立了集成电路学院;南京带头创建了全国第一座集成电路大学,用来集中培养专业的半导体领域高 科技 人才;中国科学技术大学联合国内在半导体领域实力雄厚的中微半导体共同成立“中微半导体集成电路英才班”;就在刚刚过去的6月24日,深圳技术大学联合我们的芯片巨头企业中芯国际专门成立了集成电路学院。

总之现在我们已经高度重视起来了,尤其是在人才的培养上,当然这还是远远不够的,人才培养出来了,怎么样给他们提供足以媲美国外的发展环境,如何留住这些我们辛辛苦苦培养出来的这些人才,让他们能够死心塌地为我们自己的国家做出贡献才是重中之重,然后我们还要想办法吸引国外的半导体领域人才,相信通过几年的不懈努力,我们的半导体产业一定会迎来重大的突破,到那个时候,我们也将不再惧怕老外的限制和垄断,不再被掐住脖子,我们也将会更加的强大。

[硬核买手]氮化镓(GaN)拥有极高的稳定性,它的熔点约为1700℃。作为目前是最优秀的半导体材料之一,GaN用作整流管能降低开关损耗和驱动损耗,提升开关频率,附带地降低废热的产生。这些特性让氮化镓应用在电源上有很好的发挥,降低元器件的体积同时能提高效率。

很多人都会抱怨:笔记本、手机等设备充电器不通用的问题,导致出差、 旅游 都要带上大量的充电器,不少笔记本更是要带上板砖似的充电电源。

难道真的没有小巧一点的、通用性强一点的充电器么?其实还是因为穷的,使用黑 科技 材料氮化镓得ANKER GaN充电器虽然比普通得PD充电器价格高了一倍,但是体积却小了40%。

为什么能有这么大的改变呢?氮化镓又是一个怎么样的黑 科技 呢?

黑 科技 半导体氮化镓的来历和优势/劣势

其实早在2000年左右,就有研究人员投入到射频氮化镓技术的研究,最开始氮化镓器件成本高、产量不高,氮化镓器件主要应用于军事和航天领域,雷达和电子战系统。如今在点对点军用通信无线电中就有使用氮化镓工艺的放大器,未来手机是否也会获得军事领域的技术下放虽然还不好说。但氮化镓器件确实开始走向消费领域了,如今市场上已经有了不少已量产的氮化镓充电器。

氮化镓被业界称为第三代半导体材料,被应用到不同行业的产品上,应用范围包括半导体照明、激光器、射频领域等,应用在电源类产品上可以在超小的体积上实现大功率输出,改变行业设计制造方案、改变消费者使用习惯。

氮化镓的熔点和饱和蒸气压相当高,因此在自然界无法以单晶体的形式形成,目前常用的制备方法为薄膜法和溶胶凝胶法。

目前经过测试发现,用氮化镓材料代替传统的MOSFET后,电源的驱动损耗、开关损耗会更小,死区也缩小(缩短优化开关转换时的死区时间)。而更高的电子迁移率使得反向恢复时间极短,也就不存在反向损耗。

5G是今年最热门的话题,而氮化镓恰好在5G技术上能发挥巨大作用,这种材料非常适合提供毫米波领域所需的高频率和宽带宽,加上低内阻低发热量、适合在高温环境下工作的特点,GaN材料将应用于各种被动散热的户外电子设备以及 汽车 上。

不过虽然氮化镓的优点多,物理性能优异,但它不能应用在比较高的电压环境下。

而且成本也会更高一些,与现今的硅器件相比,氮化镓的导通电阻要低3个数量级,击穿电场是硅器件的10倍,带来的就是更高的转换效率和工作频率,并降低元器件体积。另外氮化镓可以在严酷的工作环境下保持正常的性能,不过目前氮化镓的成本还是太高了。

所以目前氮化镓比较成熟的应用是在小型的充电器上。这就是我们今天要说到的 ”ANKERPowerPort Atom PD1“GaN充电器。

目前 市面上的各种快充协议

PD快充协议有大一统的趋势

从2017年开始,智能设备的性能开始大幅度攀升,相对应的设备对电池的容量有了更高的要求。但大电池充电就成为了一个难题,所以现在有了众多的快充标准。除了大家一般使用的QC快充、还有各家智能手机厂商开发的各种快充私协议,前不久vivo更是推出了120W快充。

不过目前最新的QC4.0也仅仅只支持28W的功率,于是追求充电更快的路途上,手机厂商也不断推出并升级自家的快充协议,如一加的WARP闪充(30W)、华为的Super Change(40W)、VOOC闪充(50W),vivo Super FlashCharge(120W)。

但是没有哪一家能打通全平台,实现一个充电器就能对所有的设备都能快速充电。市面上的快充协议“百家争鸣,各自为政”,即使有兼容也不能达到最理想的充电速率。

“协议兼容性目前的确是整个快充行业发展的最大技术壁垒,如果能够打通快充协议不兼容的问题,整个行业的发展能够加速前行。”

好在,基于USB type C接口的PD协议有大一统电子数码充电协议的趋势,支持笔记本电脑、平板电脑、手机、 游戏 机等设备快速充电,目前最新的PD 3.0标准最大功率可以达到100W。

ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器支持DCP协议,支持5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A四个USB PD输出档位最高输出30W,PD快充版本为3.0。

ANKER GaN充电器:小体积实现更高功率

ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器在设计上无论是在包装还是产品本身,都是充满了十足的“ANKER”风格。蓝白的搭配简约 时尚 很有辨识度,第一眼看见就能准确知道是ANKER产品。充电器的外形体积整体圆润十分小巧,手感也十分不错。

使用氮化镓GaN功率器件让ANKER PowerPort Atom PD 1在体积上十分有优势,与市面上多款热门PD充电器进行对比之,无论是重量还是体积ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器都位列前茅。

性能上,ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器支持5V、9V、15V、20V PD输出,可以满足大部分产品设备,它的输出最高可达30W功率,在我们实际的兼容性测试中,无论是充手机、还是笔记本,它都能胜任,性能着实不错。

鹅暖石丰满造型

ANKER PowerPort Atom PD 1 ANKER GaN充电器沿用了家族饱满丰润的设计,正面镜面与侧面哑光细节互为补充简约,犹如一块软润的鹅暖石。

一个蓝色舌片的USB-C输出口上印刷这“PD”字样标识,PD目前通用性最强也是未来数年的发展方向的USB PD快速充电标准。

小体积大功率

从左至右依次是 “ANKER GaN充电器 30W” “苹果原装18W快充” “联想ThinkPlus 65W快充” “苹果笔记本充电器”)

GaN场效应管小体积低内阻高性能的优点在充电器上体现的淋漓尽致,而且还完美避免了不耐高压的缺陷。

ANKER PowerPort Atom PD 1GaN充电器实现30W的功率,其体积要比苹果的18W快充都小一圈,与苹果手机自带的5W小充电器相差不大,携带出去旅行还是相当方便的。

30W功率只有iPad刚刚好

30W的功率见仁见智吧,因为如果需要给笔记本充电的话至少需要使用65W的供电,而手机目前最多也只能18W的PD快充。目前使用30W PD供电的也就只有iPad Pro了,也就是说你要是有个iPad Pro的话,买这款充电器可能比较实用。

此前测试iPad Pro最大支持32~35W PD快充。在我们使用ANKER GaN充电器给iPad Pro充电时,根据POWER·Z的数据显示,可以达到26~27W的充电功率。整个充电过程发热量比普通的充电器要低一些。

在兼容性上,支持iPhone X/XS/XS MAX/XR、华为P10/P20/P20 Pro/Mate 9/Mate10、xiaomi 8/9、魅族PRO 5、三星S8以上手机的PD快充。

非PD快充的设备大多数也能获得标准的10W充电功率。

笔记本和平板上,只要是支持PD协议的笔记本都能获得接近30W的充电功率,例如MacBook、小米笔记本Air、华为MateBook等,平板电脑的支持上iPad Pro因为支持PD充电也可以获得27W左右的供电支持。不过需要注意即使是支持PD充电协议的笔记本,因为功耗的原因对电源功率输入要求比较高,一般需要60W以上的充电器才能正常使用+充电,使用ANKER GaN充电器给笔记本充电话可能会遭遇笔记本CPU降频性能减弱、实用笔记本时虽然插电但无法给笔记本电池充电的情况出现。

总结

ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN氮化镓充电器最开始发布的时候可谓吸引了全球眼球,造型也比较小巧可爱,在小体积的情况下实现了更高功率的输出。如果你有支持30W充电的设备比如iPad Pro,就更好了。

但如果你想使用ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器给笔记本充电话可能会遭遇笔记本CPU降频性能减弱、实用笔记本时虽然插电但无法给笔记本电池充电的情况出现。所以我目前使用的是ThinkPlus 65W充电器,出差的话iPhone支持18W PD快充,笔记本需要65W充电,移动电源支持45W PD快充,ThinkPlus电源是我目前比较好的解决方案。

而且从价格上来说,ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器官方定价188元,价格上来说还是比较高的。建议观望,不过更高高功率的60W氮化镓充电器却没有了体积上的优势,而且价格高,所以如果你不差钱想尝鲜,那也可以上上手体验一下。

优点: 1、同体积下实现更高的充电功率,体积小易携带。

2、充电时发热量小,热损耗小转化率更高。

3、30W PD快充,支持新款iPhone、华为P20/P10/Mate 10/Mate9、xiaomi 9/8、iPad Pro、三星S系列等设备的PD充电,支持iPad air 2.4A充电。

缺点:

1、价格贵,188元的价格,一个65W ThinkPlus的优惠价也不过150元,体积也是ANKER GaN氮化镓充电器两倍不到。

2、非PD设备最高只支持10W左右的功率充电。

3、30W功率不上不下,笔记本一般需要65W充电功率,30W功率过低可能出现笔记本CPU降频或者笔记本在使用时无法给电池进行充电。但充手机的话也只能支持18W,这体积和18W PD充电头相比的话优势又不明显了。 详细参数:

充电器名称:PowerPort Atom PD 1

型号:A2017

输入:100-240V~1.2A 50~60Hz

输出:5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A

该充电器通过CCC认证。


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