Pada tahun 2019, Pameran Elektronik Konsumen Internasional (IFA2019) dibuka di Berlin, Jerman. Seperti yang kami harapkan, Huawei mengadakan peluncuran produk baru hari ini di IFA2019, meluncurkan produk terbaru dari seri chip Kirin sendiri, yaitu Kirin 990 dan Kirin 990 5G. Di antara mereka, sebagian besar spesifikasi unggulan pertama di dunia 5G SoC - Kirin 990 5G dan Kirin 990 adalah sama. Selain dukungan 5G, hanya ada perbedaan kecil antara keduanya.

Parameter Huawei Kirin 990

Kirin 990 5G adalah flagship 5G SoC pertama di dunia yang diluncurkan oleh Huawei. Ini adalah solusi chip ponsel 5G terkecil di industri. Berdasarkan proses 7nm + EUV paling maju di industri, modem 5G diintegrasikan ke dalam SoC untuk pertama kalinya. Ini adalah yang pertama untuk mendukung arsitektur ganda NSA / SA dan band frekuensi penuh TDD / FDD. Berdasarkan kemampuan koneksi 5G yang sangat baik dari Baron 5000, Kirin 990 5G mencapai tingkat unduhan puncak 2.3Gbps terkemuka di pita Sub-6GHz dengan tingkat puncak hulu 1.25Gbps.

Chip ini adalah SoC andalan pertama dengan arsitektur DaVinci NPU. Desain inovatif NPU big core + arsitektur micro-core NPU sangat ideal untuk kinerja superior dan efisiensi energi untuk skenario komputasi besar. Sedangkan untuk CPU, Kirin 990 menggunakan arsitektur hemat energi tiga-inti dengan dua core besar + dua core sedang dan empat core kecil, dengan frekuensi maksimum 2.86 GHz. GPU ini dilengkapi dengan 16-core Mali-G76. Smart Cache tingkat-sistem baru mengimplementasikan pembongkaran cerdas, yang menghemat bandwidth dan mengurangi konsumsi daya.

Dalam hal bermain game, Kirin 990 5G diperbarui ke Kirin Gaming + 2.0 untuk mencapai kolaborasi efisien dari fondasi dan solusi perangkat keras. Dalam hal fotografi, Kirin 990 5G mengadopsi ISP 5.0 baru, dan mendukung BM3D (Block-Matching dan 3D filtering) teknologi pengurangan kebisingan perangkat keras mundur tunggal pada chip ponsel untuk pertama kalinya. Hasilnya, adegan cahaya gelap lebih terang dan jernih. Selain itu, chip ini hadir dengan teknologi pengurangan kebisingan video bersama dua domain pertama di dunia. Pemrosesan derau video lebih tepat, perekaman video bebas dari rasa takut akan pemandangan gelap. Teknologi rendering pasca-pemrosesan video real-time didasarkan pada segmentasi AI. Gambar video menyesuaikan bingkai warna demi bingkai, dan video smartphone menyajikan tekstur film. HiAI Open Architecture 2.0 telah ditingkatkan lagi. Kerangka kerja dan kompatibilitas operator telah mencapai level tertinggi di industri. Jumlah operator hingga 300+. Ini mendukung semua model kerangka kerja utama di industri ini, menyediakan bagi para pengembang rantai alat yang lebih kuat dan lengkap dan memungkinkan pengembangan aplikasi AI.

Apa Keuntungan yang Dibawanya?

Melihat kembali spesifikasi dasar chip seri Kirin 990, Anda akan menemukan bahwa poin teknis penting pertama dari Kirin 990 5G adalah teknologi proses yang menggunakan generasi baru litografi 7nm + EUV. Memang, untuk sebuah chip, prosesnya sering menjadi perhatian pertama penggemar. Jadi apa arti dari simpul proses 7nm + yang digunakan oleh Kirin 990 5G? Apa yang disebut teknologi litografi EUV? Mari menggali lebih dalam.

Kami yakin Anda masih ingat bahwa Kirin 980 yang dirilis tahun lalu adalah chip ponsel pertama di dunia yang menggunakan teknologi proses 7nm. Setelah itu, 7nm menjadi standar chip ponsel andalannya. Namun pada kenyataannya, chip 7nm yang telah kita gunakan pada smartphone tidak menggunakan proses 7nm lengkap, atau tidak sepenuhnya melepaskan keuntungan 7nm. Itu sebabnya kami menyebutnya proses 7nm generasi pertama, dan 7nm + adalah proses 7nm generasi kedua.

Pada bulan Mei tahun ini, berita mengenai proses produksi massal 7nm + telah bocor. Ini adalah pertama kalinya prosesor mobile beralih ke produksi massal menggunakan teknologi litografi EUV. Ini membuat Intel dan Samsung memimpin dalam industri ini.

Tentunya, Huawei Kirin 990 5G adalah batch pertama SoC seluler menggunakan teknologi proses 7nm +. Jadi, apa arti proses 7nm + ini? Apa perbedaan antara itu dan teknologi proses 7nm generasi pertama?

Pertama-tama, kita harus memahami kesulitan dari simpul proses 7nm.

Kita tahu bahwa chip terdiri dari sejumlah besar transistor. Transistor juga merupakan level paling dasar dari chip. Konduksi dan pemotongan masing-masing transistor mewakili 0 dan 1. Dan bahkan jutaan transistor mewakili puluhan juta atau bahkan ratusan juta 1 atau 0. Ini adalah prinsip dasar dari komputasi chip. Setiap transistor sangat kecil.

Dalam struktur transistor, 'Gerbang' terutama bertanggung jawab untuk mengontrol on dan off Source dan Drain di kedua ujungnya, dan arus mengalir dari sumber ke saluran pembuangan. Pada saat ini, lebar gerbang menentukan kerugian ketika arus lewat, dan konsumsi daya dan panas dinyatakan. Semakin sempit lebarnya, semakin rendah konsumsi daya. Lebar gerbang (panjang gerbang) adalah nilai dalam proses XX nm.

Untuk produsen chip, adalah wajar untuk mengusahakan lebar gerbang yang lebih sempit. Tetapi ketika lebar mendekati 20 nm, kemampuan kontrol gerbang-ke-saat ini turun tajam, laju kebocoran meningkat sesuai, dan kesulitan proses produksi juga meningkat. Namun, seperti yang Anda ketahui, masalah ini telah dipecahkan dan tidak diperluas di sini. Dan ketika proses terus menyusut, kesulitan akan semakin meningkat. Orang-orang menemukan bahwa solusi asli tidak berfungsi dan membawa trik lain. Oleh karena itu, pada awal node 10nm, produsen chip menemui kesulitan dalam fase produksi.

Ketika proses ukuran transistor lebih lanjut dikurangi, kurang dari 10 nm, efek kuantum akan terjadi. Inilah yang kita sebut batas fisik. Karakteristik transistor akan menjadi sulit dikendalikan. Pada saat ini, kesulitan pembuatan chip jelas meningkat secara eksponensial. Ini bukan hanya kesulitan teknis tetapi juga membutuhkan banyak investasi modal.

Jadi apa peningkatan dalam dua generasi teknologi dari 7nm ke 7nm +?

Dari pengantar di atas, kami memahami bahwa dengan kemajuan terus-menerus dari proses chip, kesulitan pembuatan chip juga meningkat secara eksponensial. Khusus untuk proses pembuatan chip, ada salah satu proses yang paling penting, pengembangan dan etsa.

Seperti yang Anda lihat, cahaya diproyeksikan melalui topeng (juga disebut reticle) dengan pola sirkuit terintegrasi ke wafer berlapis fotoresis untuk membentuk 'pola' yang terbuka dan tidak terpapar. Ini kemudian terukir oleh mesin litografi.

Ini hanya penjelasan gambar. Proses yang sebenarnya sangat rumit. Tetapi yang perlu kita ketahui adalah bahwa pemilihan sumber cahaya dalam proses ini sangat penting. Pilihan sumber cahaya sebenarnya adalah panjang gelombang cahaya yang dipilih. Semakin pendek panjang gelombang, semakin kecil ukuran sebenarnya yang dapat diekspos.

Sebelum ini, yang paling maju adalah deep ultraviolet lithography (DUV), yang juga merupakan laser excimer, termasuk laser excimer KrF (panjang gelombang 248 nm), dan laser excimer ArF (panjang gelombang 193 nm). Lebih maju dari DUV adalah EUV, yang merupakan singkatan dari sinar ultraviolet.

Litografi ultraviolet ekstrim memiliki panjang gelombang hingga 13.5 nm. Lompatannya sangat jelas. Ini jelas lebih cocok untuk proses pembuatan chip 7nm, yang dapat sangat meningkatkan kepadatan transistor dan mengurangi konsumsi daya. Huawei mengatakan bahwa keseluruhan area chip Kirin 990 tidak berubah dibandingkan dengan 980. Tetapi jumlah transistor yang dimasukkan telah sangat meningkat, mencapai 10.3 miliar transistor yang mencengangkan. Dengan demikian, ini adalah chip ponsel pertama dengan lebih dari 10 miliar transistor. Terlepas dari ini, ini jelas terkait dengan adopsi teknologi proses 7nm +. Peningkatan jumlah transistor berarti peningkatan daya pemrosesan chip. Dibandingkan dengan proses 7nm tradisional, seri Kirin 990 memiliki peningkatan kepadatan transistor sebesar 18%, efisiensi energi meningkat sebesar 10%, dan operasi AI akan menghemat lebih banyak daya.

Selain itu, produksi chip 7nm tidak hanya EUV, tetapi keunggulan litografi EUV lebih jelas. DUV juga dapat digunakan untuk menghasilkan chip 7nm. Chip 7nm pertama tahun lalu masih digunakan dalam litografi DUV.

Oleh karena itu, penggunaan litografi EUV juga merupakan kunci untuk membedakan proses 7nm generasi kedua dari generasi pertama. Namun teknologi ini sangat sulit digunakan. Dan ada banyak kesulitan yang harus dipecahkan. Sebagai contoh, mesin litografi EUV memiliki efisiensi cahaya hanya sekitar 2%. Dan daya aktif hanya 250W, yang tidak dapat memenuhi tujuan etsa wafer secara efisien. Selain itu, molekul udara juga mengganggu cahaya EUV. Jadi lingkungan vakum diperlukan untuk litografi EUV. Untuk menyelesaikan produksi massal proses 7nm +, Huawei telah berinvestasi dalam sejumlah besar ahli proses untuk penelitian dan pengembangan, dengan lebih dari verifikasi 5,000 dan sejumlah besar eksperimen. Fokusnya jelas untuk menyelesaikan penerapan kesulitan teknologi litografi EUV.

Tentu saja, sebagai hasilnya, kita sudah tahu bahwa teknologi proses 7nm + telah berhasil diproduksi secara massal. Kirin 990 juga menggunakan teknologi canggih ini untuk pertama kalinya - perhatikan bahwa ini komersial, dan smartphone seri Huawei Mate 30 akan dirilis pada 19 September.

Tidak diragukan lagi, dengan merilis chip Kirin 990 5G, proses 7nm + akan menjadi standar teknologi proses utama untuk chip flagship mobile, seperti proses 7nm yang dipimpin oleh Kirin 980 tahun lalu.