2019 년에는 독일 베를린에서 IFA2019 (International Consumer Electronics Show)가 개최되었습니다. 예상대로 Huawei는 오늘 IFA2019에서 신제품 Kirin 990 및 Kirin 990 5G와 같은 Kirin 칩 시리즈의 최신 제품을 출시하여 신제품 출시를 개최했습니다. 그중에서도 세계 최초의 플래그쉽 5G SoC – Kirin 990 5G와 Kirin 990의 사양은 대부분 동일합니다. 5G 지원 외에도이 둘 사이에는 약간의 차이 만 있습니다.

화웨이 Kirin 990 매개 변수

Kirin 990 5G는 화웨이가 출시 한 세계 최초의 플래그쉽 5G SoC입니다. 업계에서 가장 작은 5G 모바일 칩 솔루션입니다. 업계에서 가장 진보 된 7nm + EUV 프로세스를 기반으로 5G 모뎀이 처음으로 SoC에 통합되었습니다. NSA / SA 듀얼 아키텍처와 TDD / FDD 전 주파수 대역을 지원하는 최초의 제품입니다. Baron 5의 탁월한 5000G 연결 기능을 기반으로 Kirin 990 5G는 Substream 2.3GHz 대역에서 업스트림 피크 속도가 6Gbps 인 최고의 1.25Gbps 피크 다운로드 속도를 달성합니다.

이 칩은 DaVinci 아키텍처 NPU를 갖춘 최초의 플래그쉽 SoC입니다. 혁신적인 NPU 빅 코어 + NPU 마이크로 코어 아키텍처 설계는 대규모 컴퓨팅 시나리오에서 우수한 성능과 에너지 효율성에 이상적입니다. CPU와 관련하여 Kirin 990는 2 개의 큰 코어 + 2 개의 중간 코어 및 4 개의 작은 코어와 최대 주파수 2.86 GHz의 3 코어 에너지 효율적인 아키텍처를 사용합니다. GPU에는 16 코어 Mali-G76가 장착되어 있습니다. 새로운 시스템 수준의 Smart Cache는 지능적인 오프 로딩을 구현하여 대역폭을 절약하고 전력 소비를 줄입니다.

게임 측면에서 Kirin 990 5G는 하드웨어 기반 및 솔루션의 효율적인 협업을 달성하기 위해 Kirin Gaming + 2.0으로 업데이트되었습니다. 사진의 관점에서 Kirin 990 5G는 새로운 ISP 5.0을 채택하고 처음으로 모바일 칩에서 BM3D (블록-매칭 및 3D 필터링) 단일 역 하드웨어 노이즈 감소 기술을 지원합니다. 결과적으로 어두운 장면이 더 밝고 선명 해집니다. 또한이 칩은 세계 최초의 듀얼 도메인 공동 비디오 노이즈 감소 기술을 제공합니다. 비디오 노이즈 처리가 더 정확하고 비디오 촬영은 어두운 장면에 대한 두려움이 없습니다. 실시간 비디오 후 처리 렌더링 기술은 AI 세그먼테이션을 기반으로합니다. 비디오 사진은 프레임별로 색상을 조정하고 스마트 폰 비디오는 필름 질감을 나타냅니다. HiAI Open Architecture 2.0이 다시 업그레이드되었습니다. 프레임 워크 및 운영자 호환성은 업계 최고 수준에 도달했습니다. 운영자 수는 최대 300+입니다. 업계의 모든 주요 프레임 워크 모델을 지원하여 개발자에게보다 강력하고 완전한 툴체인을 제공하고 AI 응용 프로그램 개발을 가능하게합니다.

어떤 장점이 있습니까?

Kirin 990 시리즈 칩의 기본 사양을 되돌아 보면 Kirin 990 5G의 첫 번째 중요한 기술 포인트는 차세대 7nm + EUV 리소그래피를 사용하는 프로세스 기술이라는 것을 알 수 있습니다. 실제로 칩의 경우 프로세스는 종종 팬의 첫 번째 관심사입니다. Kirin 7 990G가 사용하는 5nm + 프로세스 노드는 무엇을 의미합니까? 소위 EUV 리소그래피 기술이란 무엇입니까? 더 깊이 파고 봅시다.

작년에 출시 된 Kirin 980은 7nm 공정 기술을 사용하는 세계 최초의 모바일 칩입니다. 그 후 7nm는 주력 모바일 칩의 표준이되었습니다. 그러나 실제로 우리가 스마트 폰에서 사용한 7nm 칩은 완전한 7nm 공정을 사용하지 않거나 7nm 이점을 완전히 해제하지는 않습니다. 이것이 우리를 7 세대 7nm 공정이라고 부르는 이유이며 7nm +는 XNUMX 세대 XNUMXnm 공정입니다.

올해 5 월 7nm + 공정 대량 생산 관련 뉴스가 유출되었습니다. 모바일 프로세서가 EUV 리소그래피 기술을 사용하여 양산을 시작한 것은 이번이 처음입니다. 이로 인해 인텔과 삼성이 업계를 주도했습니다.

Huawei Kirin 990 5G는 7nm + 공정 기술을 사용한 최초의 모바일 SoC 배치입니다. 그렇다면이 7nm + 프로세스는 무엇을 의미합니까? 그것과 1 세대 7nm 공정 기술의 차이점은 무엇입니까?

우선, 우리는 7nm 프로세스 노드의 어려움을 이해해야합니다.

우리는이 칩이 많은 수의 트랜지스터로 구성되어 있음을 알고 있습니다. 트랜지스터는 또한 칩의 가장 기본적인 레벨입니다. 각 트랜지스터의 전도 및 절단은 0 및 1를 나타냅니다. 그리고 수백만의 트랜지스터조차도 수 천억 또는 수억 개의 1 또는 0를 나타냅니다. 이것이 칩 컴퓨팅의 기본 원리입니다. 각 트랜지스터는 매우 작습니다.

트랜지스터 구조에서 'Gate'는 주로 양쪽 끝에있는 소스 및 드레인의 온 / 오프를 제어하고 전류는 소스에서 드레인으로 흐릅니다. 이때, 게이트의 폭은 전류가 흐를 때의 손실을 결정하고 열 및 전력 소비가 표현된다. 폭이 좁을수록 전력 소비가 줄어 듭니다. 게이트 너비 (게이트 길이)는 XX nm 프로세스의 값입니다.

칩 제조업체의 경우 더 좁은 게이트 폭을 추구하는 것이 당연합니다. 그러나 너비가 20 nm에 접근하면 게이트-전류 제어 기능이 급격히 떨어지고, 이에 따라 누설 률이 증가하며, 생산 공정의 어려움도 증가하고 있습니다. 그러나 아시다시피이 문제는 해결되었으며 여기서 확장되지 않습니다. 프로세스가 계속 줄어들면 난이도가 더 높아질 것입니다. 사람들은 원래 솔루션이 작동하지 않으며 또 다른 트릭을 가져 왔습니다. 따라서 10nm 노드가 시작될 때 칩 제조업체는 생산 단계에서 어려움을 겪었습니다.

트랜지스터 크기 프로세스가 10 nm 미만으로 더 감소되면 양자 효과가 발생합니다. 이것이 우리가 물리적 한계라고 부르는 것입니다. 트랜지스터의 특성을 제어하기가 어려워집니다. 현재 칩의 제조 난이도는 기하 급수적으로 증가하고 있습니다. 기술적으로 문제 일뿐만 아니라 많은 자본 투자가 필요합니다.

그렇다면 7nm에서 7nm + 로의 2 세대 기술의 개선점은 무엇입니까?

위의 소개에서 칩 프로세스의 지속적인 발전으로 칩 제조의 어려움도 기하 급수적으로 증가한다는 것을 알았습니다. 칩 제조 공정과 관련하여 가장 중요한 공정, 개발 및 에칭 중 하나가 있습니다.

보시다시피, 집적 회로 패턴이있는 마스크 (레티클이라고도 함)를 통해 빛이 포토 레지스트 코팅 웨이퍼에 투영되어 노출되고 노출되지 않은 '패턴'을 형성합니다. 그런 다음 리소그래피 기계에 의해 식각됩니다.

이것은 이미지에 대한 설명 일뿐입니다. 실제 프로세스는 매우 복잡합니다. 그러나 우리가 알아야 할 것은이 과정에서 광원의 선택이 매우 중요하다는 것입니다. 광원의 선택은 실제로 선택된 빛의 파장입니다. 파장이 짧을수록 노출 될 수있는 실제 크기가 작아집니다.

그 전에 가장 진보 된 것은 Dr (Deep Ultra-Zide Lithography)인데, 이는 KrF 엑시머 레이저 (248 nm의 파장)와 ArF 엑시머 레이저 (193 nm의 파장)를 포함한 엑시머 레이저이기도합니다. DUV보다 더 발전된 것은 EUV로 극 자외선을 의미합니다.

극 자외선 리소그래피는 최대 13.5 nm의 파장을 갖습니다. 도약은 매우 분명합니다. 트랜지스터의 밀도를 크게 높이고 전력 소비를 줄일 수있는 7nm 칩의 제조 공정에 더 적합합니다. 화웨이는 키린 990 칩의 전체 영역이 980에 비해 변경되지 않았다고 말했다. 그러나 포함 된 트랜지스터의 수가 크게 증가하여 놀라운 10.3 억 트랜지스터에 도달했습니다. 따라서 이것은 10 billion 이상의 트랜지스터를 가진 최초의 모바일 칩입니다. 이 외에도 7nm + 공정 기술의 채택과 관련이 있습니다. 트랜지스터 수의 증가는 칩 처리 전력의 증가를 의미합니다. Kirin 7 시리즈는 기존의 990nm 공정에 비해 트랜지스터 밀도가 18 % 증가하고 에너지 효율이 10 % 증가했으며 AI 작동으로 더 많은 전력을 절약 할 수 있습니다.

또한 7nm 칩 생산은 EUV 일뿐만 아니라 EUV 리소그래피의 장점이 더 분명합니다. DUV는 7nm 칩 생산에도 사용될 수 있습니다. 작년의 첫 7nm 칩은 여전히 ​​DUV 리소그래피에 사용되었습니다.

그러므로, EUV 리소그래피의 사용은 또한 2 세대 7nm 프로세스를 1 세대와 구별하기위한 열쇠입니다. 그러나이 기술은 사용하기가 매우 어렵습니다. 그리고 해결해야 할 많은 어려움이 있습니다. 예를 들어, EUV 리소그래피 기계는 단지 약 2 %의 광 효율을 갖는다. 그리고 유효 전력은 250W에 불과하므로 웨이퍼를 효율적으로 에칭하는 목적을 충족시킬 수 없습니다. 또한, 공기 분자는 EUV 광을 방해합니다. 따라서 EUV 리소그래피에는 진공 환경이 필요합니다. 7nm + 공정의 대량 생산을 해결하기 위해 Huawei는 5,000 이상의 검증과 수많은 실험을 통해 연구 개발을 위해 수많은 공정 전문가에 투자했습니다. 그것의 초점은 분명히 EUV 리소그래피 기술 어려움의 적용을 해결하는 것입니다.

물론 그 결과 7nm + 공정 기술이 성공적으로 양산되었다는 것을 이미 알고 있습니다. Kirin 990는이 고급 기술을 처음으로 사용했습니다.이 기술은 상용이며 Huawei Mate 30 시리즈 스마트 폰은 9 월 19에 출시 될 것입니다.

의심 할 여지없이 Kirin 990 5G 칩이 출시되면서 7nm + 프로세스는 작년 Kirin 7가 이끄는 980nm 프로세스와 마찬가지로 모바일 플래그쉽 칩의 주요 프로세스 기술 표준이 될 것입니다.