[爆卦]半導體四大製程介紹是什麼?優點缺點精華區懶人包

雖然這篇半導體四大製程介紹鄉民發文沒有被收入到精華區:在半導體四大製程介紹這個話題中,我們另外找到其它相關的精選爆讚文章

在 半導體四大製程介紹產品中有24篇Facebook貼文,粉絲數超過0的網紅,也在其Facebook貼文中提到, 〈美股盤後〉全球三大汽車製造商面臨新減產 道瓊微幅收黑 聯準會 (Fed) 會議紀要暗示年底前可能縮減債券 (Taper) 後,週四 (19 日) 美元走強,原油和銅價回落,能源、材料和金融等經濟敏感股出現虧損,但科技股走強幫助提振投資者情緒,標普、那指和費半收紅,僅道瓊微幅收黑。 經濟數據顯示...

 同時也有1部Youtube影片,追蹤數超過4萬的網紅阿格力博識,也在其Youtube影片中提到,📣《 Q4 強勢類股大掃描》 根據CMoney統計:過去三十四年以來,台股每逢第四季就有高機率上漲!其中10月上漲機率為58.8%;11月約為58.5%;至於12月更是來到76.4%! 雖然歷史不一定重演,但至少提供了類似天氣預報的功用🤣 所以這次阿格力又要來線上講股啦❤️ ✔影片重點跨加啦~ 0...

半導體四大製程介紹 在 Spark Light 工作坊 Instagram 的精選貼文

2021-09-03 21:21:35

|Spark Light 工作坊| 📍|主題| ▫️ 化工系日常 📍|前情提要| ◻️你以為化工系幾乎是在學化學嗎?錯!雖然全名為「化學工程」,但其實化工系標榜的是「工程」兩個字喔!小編是目前台大化工系大二的學生,就讓我來為大家介紹一下化工系到底在學什麼吧~~ 📍|「化學工程」是個迷思| ◻️...

  • 半導體四大製程介紹 在 Facebook 的精選貼文

    2021-08-20 08:12:14
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    〈美股盤後〉全球三大汽車製造商面臨新減產 道瓊微幅收黑

    聯準會 (Fed) 會議紀要暗示年底前可能縮減債券 (Taper) 後,週四 (19 日) 美元走強,原油和銅價回落,能源、材料和金融等經濟敏感股出現虧損,但科技股走強幫助提振投資者情緒,標普、那指和費半收紅,僅道瓊微幅收黑。

    經濟數據顯示,美國上週初領失業金報 34.8 萬人,降至 17 個月低點,顯示就業增長強勁。

    美國明尼亞波利斯聯準銀行總裁卡什卡里 (Neel Kashkari) 週四稱,Delta 變種病毒對其縮減購債 (Taper) 的決定很重要,因為這將影響到就業市場復甦狀態,至少可能會讓他重新考慮是否該對何時 Taper 保持多一點耐心。

    高盛經濟學家以 Delta 變種病毒影響為由,將美國第三季經濟增長預期自原先的 9%,調降至 5.5%,使全年經濟增長預期自先前的 6.4%,降至 6%。

    晶片荒持續,福特、福斯和豐田等全球三大汽車製造商面臨新的減產,此外,考慮到半導體缺貨問題持續干擾汽車產線,週四外媒報導,美國 3 位民主黨參議員致函台灣駐美代表蕭美琴,希望能爭取更多援助,幫助解決晶片不足問題。

    新冠肺炎 (COVID-19) 疫情持續蔓延全球,截稿前,據美國約翰霍普金斯大學 (Johns Hopkins University) 即時統計,全球確診數已飆破 2.09 億例,死亡數突破 440 萬例。美國累計確診超過 3723 萬例,累計死亡數超過 62.4 萬。印度累計確診超過 3232 萬例,巴西累計確診 2045 萬例。

    週四 (19 日) 美股四大指數表現:

    美股道瓊指數下跌 66.57 點,或 0.19%,收 34,894.12 點。
    那斯達克上漲 15.87 點,或 0.11%,收 14,541.79 點。
    標普 500 指數上漲 5.53 點,或 0.13%,收 4,405.80 點。
    費城半導體指數上漲 27.0 點,或 0.84%,收 3,235.9 點。
    標普 11 大板塊有 6 大板塊收紅,資訊科技、房地產和必需消費品領漲,能源、材料和工業板塊領跌。(圖片:finviz)
    標普 11 大板塊有 6 大板塊收紅,資訊科技、房地產和必需消費品領漲,能源、材料和工業板塊領跌。(圖片:finviz)
    焦點個股

    科技五大天王以微軟表現最佳。蘋果 (AAPL-US) 漲 0.23%;臉書 (FB-US) 跌 0.093%;Alphabet (GOOGL-US) 上漲 0.17%;亞馬遜 (AMZN-US) 下跌 0.42%;微軟 (MSFT-US) 上漲 2.08%。

    道瓊成分股多收黑。波音 (BA-US) 下跌 3.12%;開拓重工 (CAT-US) 下跌 2.55%;雪佛龍 (CVX-US) 下跌 2.49%;思科 (CSCO-US) 上漲 3.84%;聯合健康 (UNH-US) 上漲 2.53%。

    費半成分股多收紅。英特爾 (INTC-US) 漲 0.48%;AMD (AMD-US) 漲 0.25%;應用材料 (AMAT-US) 漲 1.44%;美光 (MU-US) 跌 0.48%;高通 (QCOM-US) 下跌 1.10%;NVIDIA (NVDA-US) 漲 3.98%。

    台股 ADR 漲跌互見。台積電 ADR (TSM-US) 漲 0.06%;日月光 ADR (ASX-US) 漲 0.24%;聯電 ADR (UMC-US) 跌 0.29%;中華電信 ADR (CHT-US) 跌 0.05%。

    企業新聞

    英特爾 (INTC-US) 上漲 0.48% 至每股 52.44 美元。台積電 ADR (TSM-US) 上漲 0.06% 至每股 110.52 美元,換算價為台幣 618.14 元,折溢價達 10.58%。

    美國半導體巨頭英特爾舉辦「架構日」(Intel Architecture Day 2021),介紹英特爾下一世代產品的架構計畫,並揭露與台積電在 7 奈米、6 奈米、5 奈米等先進製程的合作細節。

    英特爾架構日證實 台積電拿下 3 大製程訂單 (圖片:AFP)
    英特爾架構日證實 台積電拿下 3 大製程訂單 (圖片:AFP)
    福特 (F-US) 下跌 2.54% 至每股 12.67 美元。福特傳出因晶片相關零件短缺,旗下人氣貨卡車 F-150 在美堪薩斯城的組裝廠將暫時關閉。

    德國汽車製造商福斯 ADR (VWAPY-US) 下跌 1.00% 至每股 22.80 美元。該公司週四表示,由於半導體供應緊張,該公司汽車可能需要進一步減產。

    豐田汽車 ADR (TM-US) 下跌 4.09% 至每股 168.55 美元。在晶片缺貨衝擊下,《日經》報導,豐田汽車 9 月全球產量可能較原先計畫減少四成,自 90 萬輛降至約 50 萬輛。全球減產規模達到約 36 萬輛

    Nvidia (NVDA-US) 上漲 3.98% 至每股 197.98 美元。Nvidia 週三公布的最新財報、財測皆優於預期,分析師稱資料中心仍有增長空間,逾半追蹤 Nvidia 的分析師提高其目標價。

    臉書 (FB-US) 下跌 0.093% 至每股 355.12 美元。美國聯邦貿易委員會週四再次對臉書提起反壟斷訴訟,指控該公司收購 Instagram 與 WhatsApp 有損競爭並涉及反壟斷規定。

    Robinhood (HOOD-US) 暴跌 10.26% 至每股 44.69 美元。美國交易平台 Robinhood 發布上市後的首份財報,第二季營收翻倍,但第三季財測不利。

    梅西百貨 (M-US) 大漲 19.59% 至每股 21.61 美元。梅西百貨週四盤前公布 2021 會計年度第 2 季營收 56.5 億美元,調整後 EPS 報 1.29 美元,均遠優預期,梅西上調全年銷售和獲利預期

    經濟數據

    美國上週 (8/14) 初領失業金報 34.8 萬人,預期 36.4 萬人,前值自 37.5 萬人上調至 37.7 萬人
    美國上週 (8/7) 續領失業金報 282 萬人,預期 280 萬人,前值自 286.6 萬人上調至 289.9 萬人
    美國 8 月費城 Fed 製造業指數報 19.4,預期 24.2,前值 21.9
    華爾街分析

    National Securities 首席市場策略師 Art Hogan 表示,最近市場焦慮似乎是投資者尋找獲利了結及重啟經濟道路坎坷、以變種病毒增加的結果。

    Kingsview Investment Management 投資組合經理 Paul Nolte 表示,很多投資者都在努力應對全球經濟增長前景,以及 Fed 意識到這一點後將採取何種激進措施。

    BNY Mellon Wealth Management 投資策略主管傑夫莫蒂默表示,市場外有流動性想要進入,它希望在股市回調時進入,但這是一個沒有給人們太多進入機會的市場。

    高盛首席經濟學家 Jan Hatzius 認為,事實證明,Delta 變種病毒對經濟增長和通膨的影響比預期還要更大些。

    https://news.cnyes.com/news/id/4707208?exp=a

    【全球股市觀察站】2021-08-19(美國時間)

    阿斯匹靈實戰文章
    https://scantrader.com/u/9769/service

    阿斯匹靈IG
    https://www.instagram.com/aspirin_grandline/?hl=zh-tw

  • 半導體四大製程介紹 在 股民當家 幸福理財 Facebook 的最佳貼文

    2021-08-01 11:19:05
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    【散熱劃時代革命-液冷散熱】
    時間:2021/8/1
    發文:NO.1287篇
    大家好,我是 LEO
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    ❖晶片效能越強-解熱難度越高
    隨著半導體晶片發展-體積越來越小,電晶體密度越來越高,逐漸朝向高性能,超薄,微型化發展,電子元件散熱的空間越來越小,單位面積內所產生的熱能卻越來越高,無論是手機、電腦發熱發熱密度皆呈現指數級增長,此外,加密貨幣挖礦場,大型伺服器與資料中心,高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人,如果熱能不能快速有效散出,輕則影響效能,嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」,導致當機無法工作。
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    ❖台積電未雨綢繆超前部署
    今年7月台積電在超大型積體電路 (VLSI) 研討會,展示晶片水冷研究結果,採用水通道直接引導到晶片,藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議,為什麼突然做這項研究?傳統晶片散熱-在晶片上塗導熱矽脂,將熱量傳到散熱器底部,導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片,最後風扇將鰭片的熱量吹走,完成散熱。
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    但是,若未來晶片採用 3D 堆疊技術,最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面,線路的密度將是2.5D的1000倍,散熱就會遇到大瓶頸。
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    3D堆疊晶片設計更複雜,更小的微縮製程,把晶片一層一層的堆疊起來,中間部分難以有效散熱,所以台積電的研究人員認為,解決方法就是讓水在夾層電路間流動,讓水直接從晶片內帶走熱量,這是最有效的方案,這裡指的水並非一般純水,而是不會導電的介電液,實際上操作起來非常複雜且昂貴,目前處於研究階段,這顯示出解決晶片散熱問題,將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
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    ❖晶片改朝換代推動-伺服器新設計
    我們從上面描述可以知道新晶片設計只會更小,更複雜,更熱,而伺服器產業面臨的問題會更大,試想大型資料處理中心,裡面有多少伺服器?多少高階CPU、GPU都是24小時不斷電持續運作,龐大的熱能如何處理?當處理器的瓦數越來越高,一般來說,處理器的熱設計功耗超過240W就很難用風扇(氣冷)來解決,偏偏霸主Intel或是AMD新一代處理器動輒超過270甚至280W,現在馬上面臨到需要液冷散熱來帶走熱量。
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    ❖跟著產業霸主的方向走準沒錯
    Intel在伺服器市場,主流解決方案以x86架構為主,全球 CPU市占率約 92%左右。未來Intel 仍將保持產業龍頭的地位,圍繞它的 CPU平台的升級仍是影響伺服器硬體產業鏈周期性變化的關鍵因素。
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    2021 年第一季開始Intel最新的 Whitley Ice Lake 的處理器已向資料中心業者小量出貨,第二季開始放量,到第四季預估將占總出貨量的 40%,滲透率將大幅且快速提升,下一步,Intel英特爾預計 2022 年初量產支援 PCIe Gen5 的 Eagle Stream 平台,將會加速升級資料傳輸速度。
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    ❖英特爾正式將水冷散熱放進白皮書
    有趣的事情來了,產業龍頭也意識到新平台-散熱問題非常棘手,2020年Whitley平台是intel「首度」將水冷頭(注意:非浸沒式)納入技術白皮書,更誇張的事情是未來的新平台 Eagle Stream第一顆CPU Sapphire Rapids至少 300W以上,甚至將來很多GPU會達到500瓦甚至700W以上,水冷散熱方案成為唯一解方,冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證,台灣的廣運(6125)是唯一兩項全拿的合格供應商。
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    ❖節能減碳-省電又可以賺積分
    歐盟在7月剛通過55套案,其中碳邊境調整機制,又稱碳關稅,預計自2023年起試行,2026年正式實施,先從鋼鐵、電力等產業先行,但是用電大戶的資料中心無法置身事外,跟大家分享一個數字會比較有概念,2017年中國數據中心總耗電量為1200-1300億KW,超過三峽大壩與葛洲壩電廠2017年全年發電量總和(分別為976億KW、190億KW),占中國總發電量的2%,到了2025年資料中心耗電將高達 3842億KW,占全中國總發電量的 6%,這隻吃電怪獸肯定會被盯上,高排碳業者會被課較高關稅(碳關稅),將進一步帶動資料中心業者積極導入液冷散熱達到「省電」與「節能減碳」的效果,甚至有望仿效電動車Tesla透過碳積分來挹注獲利,可望大幅提高液冷散熱滲透率。
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    ❖水冷散熱技術門檻高-不簡單
    2021年3月26日雲端資料中心伺服器開發商---緯穎科技宣佈,參與資料中心液冷廠商LiquidStack的A輪融資,並取得一席董事席位,其實早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案,但是3M的電子氟化液是非導電-介電液是一種專利配方,掌握在3M手中,未來耗材都需向3M購買補充,入股LiquidStack可望取得自主技術。
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    大家知道這種-不導電的「介電液」有多貴嗎?1公斤要價100美元,一個180KW的機櫃光是介電液裝滿就要價1000萬,重點是這個介電液每年都會耗損,需要定時補充,這樣就知道賣水的概念有恐怖、有多賺了吧,得介電液者得天下。
    就算目前短期重點放在一般的「冷卻水」,得到英特爾認證的兩款冷卻水,一個櫃的成本大約7~8萬元,廣運集團研發成功的介電液打七折賣,一公斤70美元就相當有競爭力,而冷卻水一個櫃更只需要8000元,重點是水要通過認證,水在管線裡面跑如何恆久不變質?裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方,是不是很多眉角!這些都是LEO深入研究去挖出來的。
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    ❖廣運(6125)上中下游整套系統全部整合
    目前有三大產品線,水冷背門(20~25萬)/櫃,水冷頭(100~150萬)/櫃-目前英特爾首度放入新平台技術白皮書,已通過Intel認證,浸沒式機櫃(1000萬)/櫃,此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU)它是水冷散熱技術的根源,還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。
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    傳統散熱模組雖然便宜,一個42U的機櫃,風扇加散熱模組成本頂多台幣8~10萬,但將來水冷變成剛性需求,水冷頭機櫃,水對氣120~150萬/櫃,水對水90~120萬/櫃,全球的資料中心大約有 500萬櫃,每年新增30萬櫃左右,大家可以算看看,這產值增速有多恐怖。
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    目前全世界只有2家公司有能力量產伺服器等級水冷頭機櫃,雙鴻、超眾這些傳統大廠要跨入最難的CDU(水冷監控主機)至少需要5年以上的參數與經驗值,而廣運的陳總已經深耕30年的散熱產業經驗,水冷頭機櫃的五大關鍵零件--廣運擁有四項(CDU、水冷頭、分岐管、制冷背門)盲插或快接頭,這個產業很新,很多法人也還沒那麼了解,有很多眉角,很多技術秘密,篇幅有限今天LEO就先介紹的這邊。
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    如果大家想知道更多關於這個新的「水冷散熱產業」訊息,請鎖定 LEO股民當家團隊的頻道喔,⧉傳送門在下方↓
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  • 半導體四大製程介紹 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳解答

    2021-03-08 16:45:22
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    軟體吞噬硬體的 AI 時代,晶片跟不上演算法的進化要怎麼辦?

    作者 品玩 | 發布日期 2021 年 02 月 23 日 8:00 |

    身為 AI 時代的幕後英雄,晶片業正經歷漸進持續的變化。

    2008 年之後,深度學習演算法逐漸興起,各種神經網絡滲透到手機、App 和物聯網。同時摩爾定律卻逐漸放緩。摩爾定律雖然叫定律,但不是物理定律或自然定律,而是半導體業發展的觀察或預測,內容為:單晶片整合度(積體電路中晶體管的密度)每 2 年(也有 18 個月之說)翻倍,帶來性能每 2 年提高 1 倍。

    保證摩爾定律的前提,是晶片製程進步。經常能在新聞看到的 28 奈米、14 奈米、7 奈米、5 奈米,指的就是製程,數字越小製程越先進。隨著製程的演進,特別進入10 奈米後,逐漸逼近物理極限,難度越發增加,晶片全流程設計成本大幅增加,每代較上一代至少增加 30%~50%。

    這就導致 AI 對算力需求的增長速度,遠超過通用處理器算力的增長速度。據 OpenAI 測算,從 2012 年開始,全球 AI 所用的演算量呈現等比級數增長,平均每 3.4 個月便會翻 1 倍,通用處理器算力每 18 個月至 2 年才翻 1 倍。

    當通用處理器算力跟不上 AI 演算法發展,針對 AI 演算的專用處理器便誕生了,也就是常說的「AI 晶片」。目前 AI 晶片的技術內涵豐富,從架構創新到先進封裝,再到模擬大腦,都影響 AI 晶片走向。這些變化的背後,都有共同主題:以更低功耗,產生更高性能。

    更靈活

    2017 年圖靈獎頒給電腦架構兩位先驅 David Petterson 和 John Hennessy。2018 年圖靈獎演講時,他們聚焦於架構創新主題,指出演算體系結構正迎來新的黃金 10 年。正如他們所判斷,AI 晶片不斷出現新架構,比如英國 Graphcore 的 IPU──迥異於 CPU 和 GPU 的 AI 專用智慧處理器,已逐漸被業界認可,並 Graphcore 也獲得微軟和三星的戰略投資支援。

    名為 CGRA 的架構在學界和工業界正受到越來越多關注。CGRA 全稱 Coarse Grained Reconfigurable Array(粗顆粒可重構陣列),是「可重構計算」理念的落地產物。

    據《可重構計算:軟體可定義的計算引擎》一文介紹,理念最早出現在 1960 年代,由加州大學洛杉磯分校的 Estrin 提出。由於太過超前時代,直到 40 年後才獲得系統性研究。加州大學柏克萊分校的 DeHon 等將可重構計算定義為具以下特徵的體系結構:製造後晶片功能仍可客製,形成加速特定任務的硬體功能;演算功能的實現,主要依靠任務到晶片的空間映射。

    簡言之,可重構晶片強調靈活性,製造後仍可透過程式語言調整,適應新演算法。形成高度對比的是 ASIC(application-specific integrated circuit,專用積體電路)。ASIC 晶片雖然性能高,卻缺乏靈活性,往往是針對單一應用或演算法設計,難以相容新演算法。

    2017 年,美國國防部高級研究計劃局(Defence Advanced Research Projects Agency,DARPA)提出電子產業復興計劃(Electronics Resurgence Initiative,ERI),任務之一就是「軟體定義晶片」,打造接近 ASIC 性能、同時不犧牲靈活性。

    照重構時的顆粒分別,可重構晶片可分為 CGRA 和 FPGA(field-programmable gate array,現場可程式語言邏輯門陣列)。FPGA 在業界有一定規模應用,如微軟將 FPGA 晶片帶入大型資料中心,用於加速 Bing 搜索引擎,驗證 FPGA 靈活性和演算法可更新性。但 FPGA 有局限性,不僅性能和 ASIC 有較大差距,且重程式語言門檻比較高。

    CGRA 由於實現原理差異,比 FPGA 能做到更底層程式的重新設計,面積效率、能量效率和重構時間都更有優勢。可說 CGRA 同時整合通用處理器的靈活性和 ASIC 的高性能。

    隨著 AI 演算逐漸從雲端下放到邊緣端和 IoT 設備,不僅演算法多樣性日益增強,晶片更零碎化,且保證低功耗的同時,也要求高性能。在這種場景下,高能效高靈活性的 CGRA 大有用武之地。

    由於結構不統一、程式語言和編譯工具不成熟、易用性不夠友善,CGRA 未被業界廣泛使用,但已可看到一些嘗試。早在 2016 年,英特爾便將 CGRA 納入 Xeon 處理器。三星也曾嘗試將 CGRA 整合到 8K 電視和 Exynos 晶片。

    中國清微智慧 2019 年 6 月量產全球首款 CGRA 語音晶片 TX210,同年 9 月又發表全球首款 CGRA 多模態晶片 TX510。這家公司脫胎於清華大學魏少軍教授起頭的可重構計算研究團隊,從 2006 年起就進行相關研究。據芯東西 2020 年 11 月報導,語音晶片 TX210 已出貨數百萬顆,多模組晶片 TX510 在 11 月也出貨 10 萬顆以上,主要客戶為智慧門鎖、安防和臉部支付相關廠商。

    先進封裝上位

    如開篇提到,由於製程逼近物理極限,摩爾定​​律逐漸放緩。同時 AI 演算法的進步,對算力需求增長迅猛,逼迫晶片業在先進製程之外探索新方向,之一便是先進封裝。

    「在大數據和認知計算時代,先進封裝技術正在發揮比以往更大的作用。AI 發展對高效能、高吞吐量互連的需求,正透過先進封裝技術加速發展來滿足。 」世界第三大晶圓代工廠格羅方德平台首席技術專家 John Pellerin 聲明表示。

    先進封裝是相對於傳統封裝的技術。封裝是晶片製造的最後一步:將製作好的晶片器件放入外殼,並與外界器件相連。傳統封裝的封裝效率低,有很大改良空間,而先進封裝技術致力提高整合密度。

    先進封裝有很多技術分支,其中 Chiplet(小晶片/芯粒)是最近 2 年的大熱門。所謂「小晶片」,是相對傳統晶片製造方法而言。傳統晶片製造方法,是在同一塊矽晶片上,用同一種製程打造晶片。Chiplet 是將一塊完整晶片的複雜功能分解,儲存、計算和訊號處理等功能模組化成裸晶片(Die)。這些裸晶片可用不同製程製造,甚至可是不同公司提供。透過連接介面相接後,就形成一個 Chiplet 晶片網路。

    據壁仞科技研究院唐杉分析,Chiplet 歷史更久且更準確的技術詞彙應該是異構整合(Heterogeneous Integration)。總體來說,此技術趨勢較清晰明確,且第一階段 Chiplet 形態技術較成熟,除了成本較高,很多高端晶片已經在用。

    如 HBM 儲存器成為 Chiplet 技術早期成功應用的典型代表。AMD 在 Zen2 架構晶片使用 Chiplet 思路,CPU 用的是 7 奈米製程,I/O 使用 14 奈米製程,與完全由 7 奈米打造的晶片相比成本約低 50%。英特爾也推出基於 Chiplet 技術的 Agilex FPGA 系列產品。

    不過,Chiplet 技術仍面臨諸多挑戰,最重要之一是互連介面標準。互連介面重要嗎?如果是在大公司內部,比如英特爾或 AMD,有專用協議和封閉系統,在不同裸晶片間連接問題不大。但不同公司和系統互連,同時保證高頻寬、低延遲和每比特低功耗,互連介面就非常重要了。

    2017 年,DARPA 推出 CHIPS 戰略計劃(通用異構整合和 IP 重用戰略),試圖打造開放連接協議。但 DARPA 的缺點是,側重國防相關計畫,晶片數量不大,與真正商用場景有差距。因此一些晶片業公司成立組織「ODSA(開放領域特定架構)工作組」,透過制定開放的互連介面,為 Chiplet 的發展掃清障礙。

    另闢蹊徑

    除了在現有框架內做架構和製造創新,還有研究人員試圖跳出電腦現行的范紐曼型架構,開發真正模擬人腦的計算模式。

    范紐曼架構,數據計算和儲存分開進行。RAM 存取速度往往嚴重落後處理器的計算速度,造成「記憶體牆」問題。且傳統電腦需要透過總線,連續在處理器和儲存器之間更新,導致晶片大部分功耗都消耗於讀寫數據,不是算術邏輯單元,又衍生出「功耗牆」問題。人腦則沒有「記憶體牆」和「功耗牆」問題,處理訊息和儲存一體,計算和記憶可同時進行。

    另一方面,推動 AI 發展的深度神經網路,雖然名稱有「神經網路」四字,但實際上跟人腦神經網路運作機制相差甚遠。1,000 億個神經元,透過 100 萬億個神經突觸連接,使人腦能以非常低功耗(約 20 瓦)同步記憶、演算、推理和計算。相比之下,目前的深度神經網路,不僅需大規模資料訓練,運行時還要消耗極大能量。

    因此如何讓 AI 像人腦一樣工作,一直是學界和業界積極探索的課題。1980 年代後期,加州理工學院教授卡弗·米德(Carver Mead)提出神經形態工程學的概念。經過多年發展,業界和學界對神經形態晶片的摸索逐漸成形。

    軟體方面,稱為第三代人工神經網路的「脈衝神經網路」(Spike Neural Network,SNN)應運而生。這種網路以脈衝信號為載體,更接近人腦的運作方式。硬體方面,大型機構和公司研發相應的脈衝神經網路處理器。

    早在 2008 年,DARPA 就發起計畫──神經形態自適應塑膠可擴展電子系統(Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Sc​​alable Electronics,簡稱 SyNAPSE,正好是「突觸」之意),希望開發出低功耗的電子神經形態電腦。

    IBM Research 成為 SyNAPSE 計畫的合作方之一。2014 年發表論文展示最新成果──TrueNorth。這個類腦計算晶片擁有 100 萬個神經元,能以每秒 30 幀的速度輸入 400×240pixel 的影片,功耗僅 63 毫瓦,比范紐曼架構電腦有質的飛躍。

    英特爾 2017 年展示名為 Loihi 的神經形態晶片,包含超過 20 億個晶體管、13 萬個人工神經元和 1.3 億個突觸,比一般訓練系統所需的通用計算效率高 1 千倍。2020 年 3 月,研究人員甚至在 Loihi 做到嗅覺辨識。這成果可應用於診斷疾病、檢測武器和爆炸物及立即發現麻醉劑、煙霧和一氧化碳氣味等場景。

    中國清華大學類腦計算研究中心的施路平教授團隊,開發針對人工通用智慧的「天機」晶片,同時支持脈衝神經網路和深度神經網路。2019 年 8 月 1 日,天機成為中國第一款登上《Nature》雜誌封面的晶片。

    儘管已有零星研究成果,但總體來說,脈衝神經網路和處理器仍是研究領域的方向之一,沒有在業界大規模應用,主要是因為基礎演算法還沒有關鍵性突破,達不到業界標準,且成本較高。

    附圖:▲ 不同製程節點的晶片設計製造成本。(Source:ICBank)
    ▲ 可重構計算架構與現有主流計算架構在能量效率和靈活性對比。(Source:中國科學)
    ▲ 異構整合成示意動畫。(Source:IC 智庫)
    ▲ 通用處理器的典型操作耗能。(Source:中國科學)

    資料來源:https://technews.tw/2021/02/23/what-to-do-if-the-chip-cannot-keep-up-with-the-evolution-of-the-algorithm/?fbclid=IwAR0Z-nVQb96jnhAFWuGGXNyUMt2sdgmyum8VVp8eD_aDOYrn2qCr7nxxn6I

  • 半導體四大製程介紹 在 阿格力博識 Youtube 的最佳貼文

    2021-09-27 21:38:02

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