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清華大學重磅消息：全球首顆！我國芯片領域取得重大突破
近日，清華大學集成電路學院教授吳華強、副教授高濱團隊基于存算一體計算范式，研制出全球首顆全系統集成的、支持高效片上學習（機器學習能在硬件端直接完成）的憶阻器存算一體芯片，在支持片上學習的憶阻器存算一體芯片領域取得重大突破，有望促進人工智能、自動駕駛可穿戴設備等領域發展。相關成果在線發表于最新一期的《科學》。
憶阻器存算一體芯片及測試系統。清華大學供圖
該芯片包含支持完整片上學習所必需的全部電路模塊，成功完成圖像分類、語音識別和控制任務等多種片上增量學習功能驗證，展示出高適應性、高能效、高通用性、高準確率等特點，有效強化智能設備在實際應用場景下的學習適應能力。相同任務下，該芯片實現片上學習的能耗僅為先進工藝下專用集成電路（ASIC）系統的3%，展現出卓越的能效優勢，極具滿足人工智能時代高算力需求的應用潛力，為突破馮·諾依曼傳統計算架構下的能效瓶頸提供了一種創新發展路徑。
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追趕SK海力士，三星、美光搶進HBM3E
新型存儲HBM隨著AI訓練需求的攀升顯示出越來越重要的地位。從2013年SK海力士推出第一代HBM來看，HBM歷經HBM1、HBM2、HBM2E、HBM3、HBM3E共五代產品。對于HBM3E，SK海力士預計2023年底前供應HBM3E樣品，2024年開始量產。8層堆疊，容量達24GB，帶寬為1.15TB/s。近日，三星電子也更新了HBM3E的進展。據韓媒報道，三星電子已確認將其第五代HBM3E產品命名為“Shinebolt”，并正在向客戶公司發送HBM3E產品Shinebolt原型機進行質量認可測試。Shinebolt為8層堆疊的24GB芯片，帶寬比HBM3高出約 50%，達到1.228TB/s。另外，后續還有12層堆疊的36GB產品開發。而美光首席執行官Sanjay Mehrotra透露，美光計劃于2024年初開始大量出貨HBM3E。美光HBM3E目前正在進行英偉達認證，首批HBM3E采用8-Hi設計，提供24GB容量和超過1.2TB/s帶寬。計劃于2024年推出超大容量36GB 12-Hi HBM3E堆疊。HBM3E的推出是為了配合應用于2025年NVIDIA推出的GB100。此前SK海力士一直在HBM市場份額上處于領先，不過三星、美光也開始了追趕，三家在HBM3E上的堆疊、容量、帶寬等都比較接近，將不可避免地進行交鋒。HBM的制造技術也在產品迭代中得以進步。HBM的堆疊主要采用硅通孔 (TSV) 鍵合。資料顯示，TSV不采用傳統的布線方法來連接芯片與芯片，而是通過在芯片上鉆孔并填充金屬等導電材料以容納電極來垂直連接芯片。制作帶有TSV的晶圓后，通過封裝在其頂部和底部形成微凸塊，然后連接這些凸塊。由于 TSV 允許凸塊垂直連接，因此可以實現多芯片堆疊。粘合工藝是HBM的關鍵制造步驟，TSV倒裝芯片接合方法通常使用基于熱壓的非導電薄膜 (TC-NCF)。三星從HBM生產的早期階段就一直采用熱壓縮非導電薄膜 (TC-NCF) 方法。近來三星優化其非導電薄膜（NCF）技術，以消除芯片層之間的間隙并最大限度地提高熱導率。SK 海力士從HBM3開始采用的先進大規模回流成型底部填充 (MR-MUF) 工藝，可以減少堆疊壓力并實現自對準。由于采用MR-MUF技術，2023年4月SK hynix 開發了其12層HBM3。根據SK海力士官網介紹，MR-MUF是將半導體芯片堆疊后，為了保護芯片和芯片之間的電路，在其空間中注入液體形態的保護材料，并進行固化的封裝工藝技術。與每堆疊一個芯片時鋪上薄膜型材料的方式相較，工藝效率更高，散熱方面也更加有效。對于更先進的HBM封裝，SK海力士、三星都在加速開發混合鍵合工藝。根據SK海力士官網介紹，混合鍵合（Hybrid Bonding）技術采用Cu-to-Cu（銅-銅）鍵合替代焊接。Cu-to-Cu（Copper-to-Copper, 銅-銅）鍵合作為封裝工藝的一種混合鍵合方法，可在完全不使用凸塊的情況下將間距縮小至10微米及以下。當需要將封裝內的die相互連接時，可在此工藝中采用銅-銅直接連接的方法。如下圖第一排第三張示意圖。混合鍵合技術可以進一步縮小間距，同時作為一種無間隙鍵合（Gapless Bonding）技術，在芯片堆疊時不使用焊接凸塊（Solder Bump），因此在封裝高度上更具優勢。此前SK海力士推出的HBM2E，采用混合鍵合成功堆疊1個基礎芯片和8個DRAM芯片。而為了推進HBM4產品的開發，三星電子正計劃采用針對高溫熱特性優化的非導電粘合膜（NCF）組裝與混合鍵合（HCB）等技術。
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博通BROADCOM將在西班牙投資歐盟支持的芯片項目
博通(BROADCOM)半導體解決方案業務部門總裁Charlie Kawwas表示，博通將投資歐盟支持的一項計劃，以提高西班牙的半導體產能。Kawwas在周四的一篇推文中表示：“很高興宣布，我們決定根據西班牙的半導體支持計劃和歐盟芯片法案的原則，投資西班牙的半導體生態系統。”Kawwas還感謝西班牙首相桑切斯對建立一個有彈性的全球半導體價值鏈的支持和果斷。西班牙經濟部表示，博通將參與該項目，價值可能達到10億美元。不過，博通沒有提供投資金額的細節。該經濟部補充道，該計劃將包括建設“歐洲獨有的大型后端半導體設施”。地點尚未確定。據了解，西班牙政府計劃從歐盟的疫情救助基金中撥出至多120億歐元(約合130億美元)，用于補貼半導體產業的發展。在博通之前，西班牙政府曾透露思科計劃在巴塞羅那開設一家新的芯片設計中心。在經歷了最近的供應鏈問題之后，目前各國都在加緊準備，以增加半導體的供應。本周早些時候，歐盟內部市場專員Thierry Breton強調了與日本進一步的半導體合作。今年6月，美國科技公司英特爾則宣布在德國和波蘭建立芯片工廠的計劃，這是該公司未來幾年在歐洲投資880億美元以提高半導體產能計劃的一部分。
哦! 它是空的。