जगन्नाथ

Дизайн, чип, чанартай үйлдвэрлэлийн тухай

За, үйлдвэрүүдийн онцлогуудын тухай, чипын онцлогуудын тухай нэг их дэлгэрэнгүй бичээд хэрэггүй байх: санах ой процессор хоёрыг хамтатган бичсэн. Мэддэг ойлгодог иргэд шууд тэр дор нь өлгөөд ойлгоод авна.

Хэмжээг нанометрээр бичсэн байгаа (чип доторх суурь ба дамжуулагч давхаргуудын хамгийн нарийн хэмжээ)

Сканер нь бидний зураг сканерддаг сканер биш, харин чипын давхарга тоологч төхөөрөмж юм. Фотолитографи буюу фото бар гэсэн үг.

Ерөнхийдөө бол чип нь маш олон тооны үйлдэл хийх чадвартай олон тооны транзисторны цуглуулга юм. Санах ой, процессор, контроллер гэх мэт. Одооны дэлхий даяар явагдаж буй технологийн хөгжил нь Мурын хуулиар хөгжиж байгаа: 2 жил болгон чипэн дэх транзисторын тоо 2 дахин өсдөг. Одоогийн байдлаар өссөөр байгаа, өөрөөр хэлбэл хууль нь үйлчилсээр байгаа гэсэн үг. Жишээ нь анхны процессоруудын 8080 хувилбар нь 10 мянгаас доош транзистор багтаадаг байсан.
2008 он гэхэд транзисторын тоо нь 2-оос дээш тэрбүм болж хөгжсөн.

Ерөнхийд нь харж үзвэл, чипын үйлдвэрлэл маш хялбар байдаг. Тэр учраас маш олон хүндрэл учирдаг.

1. Хамгийн түрүүнд чипын дизайн бэлдэж, транзисторын байршил тодорхой харуулсан суурь зураг бий болно: диэлектрик хаана байршуулах уу, дамжуулагч хаана суурьлуулах бэ гээд. Бүгд заагдсан горимыг шийдэх чадварыг харгалздаг.

2. Чипын сууринд цахиурын монокристалл хэрэглэгддэг: 300 милитиметрийн (одооны дэлхийн стандарт) цэвэр цахиурын цилиндр авдаг. Иймэрхүү монокристаллыг ургуулах төрөл бүрийн аргууд байдаг: бүр 20-р зууны эхнээс иймэрхүү арга бий болсон, жишээ Чохральскийн аргачлал. Цилиндрийг 775 микроны хэмжээтэй нарийн давхарга зүснэ. Давхаргуудыг өнгөлж, ерөнхий тавцан бэлэн болдог. 

3. Фотолитографийн тусламжтайгаар дамжуулагчийг, хагас дамжуулагч, резистыг давхарга давхаргаар наадаг. Фотоцаасаар төсөөлж болно: давхарга давхаргаар гэрлээр цохиж, хээ оруулж, олон төрлийн маск суулгадаг. Нэг цахиурын урт хальсан дээр олон чип хэвлэгддэг- яг харах юм бол тэр цахиуран цаас нь вафли шиг харагддаг. Мэдээж хэрэг ихэнх хэрэглэгддэг химийн бодис нь энгийн нүүрс ус төрөгчийн гаралтай байдаг. Өөрөөр хэлбэл газрын тосны суурьтай гэсэн үг.

4. Дараа нь тэр урт цахиуран цааснаас бэлэн чипийг зүсэн авч, контактны хөлдээр зоож, улмаар бидний танил, арзайсан шүдтэй чип маань бэлэн болдог.

Миний энэ бичсэн бүгд анхандаа маш хялбархан сонсогддог, бас харагддаг. Гэвч тийм биш. Фотолитографийн аргачлал маш үнэтэй байдаг. Мөн ийм бага хэмжээн дээр явуулах маш бэрх. Зарим эдийн засгийн ач холбогдолтой бараа бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд шинжлэх ухааны нарийн тоног төхөөрөмжийн хөгжилтэй хөл зэрэгцэн алхдаг. Википедиад маш олон иймэрхүү үйлдвэрлэлийн горим харуулсан байдаг- гэвч ихэнх нь маш их хөрөнгө мөнгө шаардсан, асар үнэтэй үйлдвэрлэл байдаг.
Юу нь өртөгт тэгж их нөлөөлөөд байна бэ?

Асар бага хэмжээ. Өнөөх Мүүрын хуулийн дагуу цахиурын гадарга дээр зоож болдог транзисторын тоо ихсэх тусам, хэмжээ нарийсна гэсэн үг. Транзисторын тоо ихсэх тусам, чип улам их юм чаддаг, улам бага энерги хэрэглэж, хурдан ажилладаг. Нөгөө талаас, нэг цахиурын гадарга дээр олон чип зүсэж болдог нь маш хэмнэлтэй. Улмаар цахиурт зарцуулагдах үйлдвэрлэлийн зардал багасдаг. Улмаар чипийн үнэ багасдаг- 90-ээд оны сүүлээр энгийн санах ой хэд байсан, одоо хэд болсон гэж харьцуулан харж болно. Одооны үйлдвэрлэгддэг шинэ үеийн чипүүдийн асар бага хэмжээ нь 45нм байдаг, дийлэнх үйлдвэрлэгддэг чипүүдийн хэмжээ 90-ээс 150нм. Зарим үйлдвэрүүд бага хэмжээгээр 28нм-ээр ажиллах тохиолдол бий. Онолын хувьд (5-8 жилийн дараа) 16нм-ийн хэмжээг боломжтой гэж үздэг.

Гэвч хэмжээ гэж хамгийн чухал нь биш гэдгийг хэлэх хэрэгтэй. Учир нь автомашины чипүүдийн найдвартай ажиллагаа нь багасгахаас илүү ач холбогдолтой. Харьцуулбал, 10 мянган гар утасны нэг нь чипийн алдаатай байлаа гэхэд, нэг гар утасны алдагдалтай тэнцэнэ. Гэвч 10 мянган автомашины нэг нь чипийн алдаатай байвал, хэн нэгэн амиа алдана гэсэн үг.
Уншигч та мэдээгүй бол, одооны S классын Мерцэдэс ойролцоогоор 100-гаад микропроцессортой, шинэ Айрбас 380-тай яг ижил. Чипийн хэрэглээ бүр өөр өөр. Кофены машинаас, тив хоорондын пуужин хүртэлд чип хэрэглэгддэг тул, олон тооны бага үйлдвэрлэгчдэд амь зуух сайхан боломж гардаг.

Дизайн

Бүгдийг эвдэж болдог. Тэр тусмаа мангар удирдагч, донгио ажилтны тусламжтайгаар эвдэх боломжгүй юмыг эвдэж, хамгийн сайхан ажлыг нурааж болдог. Донгио дизайнер донгио дизайн хийснээр үйлдвэрлэлийн зардал огцом өсдөг. Жишээ нь чипэнд олон тооны маск шаардаж, эцсийн бүтээгдэхүүн нь олон тооны алдаатай байх.

Чип болгонд фотомаск бүрэлдүүлэх хэрэгтэй: нэг гаралтаар олон чип хэвлэгдэх тусам, чипийн үнэ багасдаг. Анхны нэг удаагийн үйлдвэрлэлийн чип нь дизайн масктайгаа нийлээд, нэг бэлэн чип олон саяын ногооны үнэтэй болдог. Хэрэв олон сая чип хэвлэгдэх хэрэгтэй болбол, эцэстээ нэг чип нь 5-10 ногооны үнэтэй болж хувиррдаг. Жишээ нь iPad-ын чипийн үнэ нь 150 доллар, бүтэгдэхүүний маркетингийг үл харгалзвал.

Иймэрхүү чип үйлдвэрлэх хүчин чадалтай, бүрэн горимын үлдвэрлэл байшин барилга, тоног төхөөрөмжийн хамт 3-4 тэрбүм долларын үнэтэй байдаг. Яг тодорхой тооцвол, байшин нь зардлын 25% болж ( үүнд маш цэвэр орчин, агаарын шоо метрт холигдох хольцын хэмжээг хянах хэрэгтэй болдог),75% нь сканер, тестер гэх мэт тоног төхөөрөмжинд явна.

Тоног төхөөрөмж маш их хэрэгтэй болно: тэр тусмаа тестэрүүд. Технологийн алхам бүрийн дараа тестэр ашиглагдаг. Нэг фотомаск хийгдвэл шууд тестэр. Учир нь маскны алдаа нь чипэндээр хэвлэгдэж мэднэ. Зүсэлт хийгдвэл- шууд тестэр. Зүссэний дараа зузааныг шалгах тестэр. Дамжуулагч наасны дараа ижил хэмжээ, хотгор гүдгэрийг шалгана, гээд явж өгнө.

Тэгж их шалгадаг нь ойлгомжтой- алдаа гаргахаас сэргийлэхээс гадна, сканерын ямар ямар тохиргоо солих хэрэгтэй, магадгүй бүр дизайны ямар шинэтгэл явагдах хэрэгтэйг илрүүлнэ. Алдаа түргэн илрэх тусам, түүнийг засах хялбар байдаг- зарим илрээгүй алдаанаас болж, савлагдаж шуудангаар илгээхэд бэлдсэн бэлэн бүтээгдэхүүн дахин боловсруулалтанд явдаг. Бөөн шаталт- нэг илрээгүй алдааны үнэ цэнэ нь олон арван сая ногооноор тооцогддог.  Компаниудын хөрөнгө оруулалт маш их- жишээ нь Intel компани жилд 5 тэрбүм төгрөг хөрөнгө оруулалт хийдэг, зөвхөн алдааг олохын тулд. Самсунг 8-9 тэрбүм, Infinion ба Nanya хоёр хагас тэрбүм.

Чип үйлдвэрлэгчдийн ангилж болдог:

1. Тусгаар тогтносон компаниуд

Тэд бүгдийг өөрсдөө хийдэг: дизайнаас эхэсүүлэн үйлдвэрлэл хүртэл. Анх чип үйлдвэрлэл дөнгөж цэцэглэж эхлэхэд, бүгд үйлдвэрлэгч компаниуд иймэрхүү ангилалд багтдаг байсан. Гэвч уг бизнес тархи ба мөнгө их хэмжээгээр шаардсан тул, компаниуд бага багаар хасагдсаар байгаа: энэ их хөрөнгө мөнгөний мангаа нар тул, шинэ тоглогч мөд гарч ирэхгүй гэж баталгаатай хэлж болно. Одоо цагийн манлайлагч нар нь Интэл Самсунг хоёр юм. Тэд хоорондоо илт өрсөлддөггүй- Самсунг ой санамж үйлдвэрлэж, Интэл микропроцессор үйлдвэрлэдэг. Бусад компоаниуд: Texas Instruments, AMD нар бага багаар өөрийн байр сууриа алдаж, цэвэр дизайны талбарлуу шилжиж байгаа. Зарим японы компаниуд, жишээ нь Toshiba, NEC, Sony нар бүрэн үйлдвэрлэлийн горимд хангах боломжтой боловч, өөрсдийн үйлдвэрлэсэн чипээ өөрсдөө ашиглан, заримдаа үйлдвэрлэлээ 3-дагч үйлдвэрлэгчид даалгадаг.

Газрын зургийг ажиглах их сонирхолтой. Интэлын дизайн төвүүд ба үйлдвэрүүд: эрдэм шинжилгээний төв ба дизайны төв нь АНУ- ийн Орегон мужид,  үйлдвэрүүд нь Калифорни, Аризон, Нью Мексико, Ирланди улс, Израиль и ба Хятадын Далянь хотод нэг жижиг үйлдвэр. Самсунгын том үйлдвэрүүд Солонгос ба Америкт байрладаг: Остин, Техас муж. Японы компаниуд өөрийн газар нутаг дээр, бас бага зэрэг Тайван дахь түншүүд. Европт бол маш бага- Дрэздэн хотын АМД ба Инфинеон.

2. Дизайны төвүүд

Тэд хамаг чипийн параметрийг зааж, хаана юу байрлахыг тодорхойлон, гуравдагч түншид ажлаа өгдөг. Өнгөрсөн онуудад дизайнерүүд ба үйлдвэрлэгчид гэж зах зээл хуваагддаг болсон нь учиртай: пүүс компаниуд улам нарийсаж, үйл ажиллагаагаар. Дараа нь чипийн үйлдвэрлэлд улам их хөрөнгө мөнгө оруулах хэрэгтэй болсон. Улмаар том том компаниуд хүртэл өөрийн үйлдвэртэй болох боломжгүй болсон. Том том компаниуд хаагдах болсон боловч, үйл ажиллагаа нь дизайнд чиглэгдсэн.  Qualcomm, холбоо ба сансрын дагуул; АМД (процессор), NVIDIA (видеопроцессор), Broadcom – үүрэн холбоо. Ихэнх дизайнерын төвүүд Америкт байршилж, салбарууд судалгааны төвүүд дэлхий даяар энд тэнд байдаг.

3. Цэвэр үйлдвэрлэлийн зориулалттай компаниуд.

Дизайны төвүүд энэ компаниудад өөрийн төсөвөө даалган өгдөг. Энэ үйлдвэрүүд чипийн штамп, зарим нь бүр фотомаск үйлдвэрлэх чиглэл үрүү хөгждөг. Тэдний гол зорилго нь нэг цахиурын давцангаас аль болгон илүү чип гаргахад юм. Хамгийн том үйлдвэрүүд Тайваны TSMC,  Сингапур дахь UMC, АМД-ийн үйлдвэрүүдийг залгисан Global Foundries Chartered Semi (Саудын арабуудын хөрөнгө оруулалттайгаар). Дэлхийн томоохонд зөвхөн нэг л хятад компани багтана:  SMIC.

TSMC бол тусад нь авах хэрэгтэй: тайваны хагас дамжуулагчид гэж юу, ямар нэртэй сонин компани бэ гэж хүмүүс гайхна байх. Өөрийн компьютэриыг салгаж задлаад, харвал дотор нь Мадэ ин Таайван гэсэн байдаг. Дэлхийн хамгийн том чипийн үйлдвэрлэгч гэдгийг мэдэх хүн ховор. 1987 онд үүсгэн байгуулагдаж, TSMC үйлдвэрлэлийн хүчин чадлаар Интэлтэй энэ зэрэгцэх бөгөөд, зарим талаар түрүүлдэг. Үйлдвэр нь зөвхөн Тайванд. Синьчжу ба Тайнанд. Үйлдвэрлэх горим нь маш нарийсгасан байдаг, 2007 онд гэхэд, ~250 тэрбүм доллар, 2010 онд маш амжилттай төгсгөсөн гэх таамаг байдаг. Одооны байдлаар чипүүд цахилгаан тоног төхөөрөмжийн өртгийн 20% эзэлдэг. Гэвч жилээс жилд өөрчлөгддөг: 90-ээд оны компьютерын хөгжил , 2000 онд интернет, цаашид тоон телевиз, цаашлаад зөөврийн холбооны хэрэгслэл гээд, учир шалтгаан их.

4. Савлагчид

Тэдний үүрэг бол чипийг савлаж, аль болгон зориулалтанд нь зохицуулдаг: энгийн иргэдийн хэрэглээ ба цэргийн техник төхөөрөмжийн зориулалттай баглаж, зохиргоо хийгддэг. Тэдний тухай миний мэдэж юм энэ.

Тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчдийн тухайд гэвэл, тэд шинжлэх ухааны ололтуудыг эдийн засагт нийцүүлэх үүрэгтэй байдаг. Ойгломжтой, тийм үү. 45 нм чип хийх нэг өөр, тэрийг зарах хүчин чадалтай болтол үйлдвэрлэлд хямд, алдаа брак дутагдал багатай гаргаж нэвтрүүлнэ гэдэг өөр.

Холландын ASML, германы Карл Цайсс (Carl Zeiss), японы Nikon ба Hitachi, америкийн Applied Materials, Novellus ба KLA-Tencor нар шинжлэх ухааны хамгийн том хөрөнгө оруулагчид, мөн моод тогтоогчид юм. Зарим төсөлд тэд хамтран ажилдаг боловч, зарим төсөлд ил өрсөлддөг. ЖИшээ нь Цайсын линзүүд тестэрийн үйлдвэрлэлд, оптикийн системд ихээр ашиглагддаг. Хэр их хөрөнгө үүнд ордгийг иймэрхүү байдлаар төсөөлж болно: орчин үеийн тестэрыг бий болгохын тулд олон жилийн судалгаа ба олон зуун сая ногооны хөрөнгө оруулалт шаарддаг.  АСМЛ компаний ганц үйлдвэрийн сканерын үнэ нь 50 сая  ногоон хүрэн жишээтэй. Мөн энгийн гэмээр зөв зүлгэлттэй шил буюу дуран нь хагас сая долларын үнэтэй байдаг. Үүнээс үүдэж байн байн техникчүүдийн хоооронд их хэрүүл үүсдэг, жил бүр: хэн ч мэдээж хэрэг олон сая доллар зарцуулсан төслөө хулгайд алдахыг хүсэхгүй. Бүрэн дүүрнээр өөрийгөө хамгаалахыг хичээдэг, оюуны өмчийн хууль гэх мэт хуулийн багаж ашиглагддаг. Гэвч нэг юм нь хамгийн сонирхолтой: бараг дайн гэмээр юм болдог: ижшээ нь саяны Интел АМД хоёрын хэрүүл шиг. Шинэ өрсөлдөгч гарч ирэх нь ховор, учир нь энэхүү технологийг ойлгож мэддэг хүн нэг бол худалдагдсан байдаг, нэг бол маш их үнэтэй байдаг.

Оросын байдлын тухайд би мэдэхгүй- хэсэг хугацаанд дуулддаг байсан, гэвч эрдэм шинжилгээний хүрээлэнгүүд нь бүрэн үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх тухайд яриа байхгүй байдаг. Зэвсгийн зориулалттай хүрээлэнгүүд нь ажилладаг, гэвч сканер ба тестэр маш багаар худалдагдан авагддаг гэж дуулдсан. Тэр учраас, ойролцоогоор оросууд 5-7 жилээр дэлхийн хэмжээнээс хоцорсон гэж тооцоолж болно. Уул нь 5 долларын өртөгтэй чип хийх чадвартай баг глонассын модификаци үйлдвэрлэх боломжтой. Олон тэрбүм төгрөгийн үнэтэй үйдлвэр оросууд барихаа больсон- тэр учраас гадаадууд хамаг хөрөнгө мөнгөө Тайванд оруулдаг. Арабууд овоо оролцож эхэлсэн: Абу Даби Глобал Фоундриест хөрөнгө оруулснаар, Эмиратад цоо шинэ үйлдвэр босно гэж дуулдсан.

Төрийн санхүүжилт гэж бас марзан нэг юм бий. АНУ-д Эрдэм шинжилгээний тэргүүний ололтуудын агентлаг (ДАРПА) гэж. Тэр нь зөвхөн санхүүжилтийн хариуцсан агентлаг. Зарим газар хамтран хөрөнгө оруулж, зарим хувийн компаниудын технологийн төсөл бүрэн хариуцаж санхүүжилдэг. Саяны 1-р сарын 7-ны хурал чипийн үйлдвэрлэлийг зориудаар хөндсөн асуудал байсан. ДАРПА хөрөнгө олгож, хариуд нь эдийн засгийн бус буюу цэрийн зориулалттай технологи авахыг хүсдэг. Кампани нь алдагдал ба орлогийг хариуцаж, ДАРПА уг технологийг зөвхөн АНУ-д үлдээхийг хичээдэг. Сансраас эхсүүлэн, цэргийн зориулалттай пуужин харвалт гэх мэт төрөл бүрийн төсөл тэдний хүрээнд багтдаг.

Дуусгахад, заримдаа хүмүүс ба боловсролгүй иргэд чип үйлдвэрлэл ба угсралт хоёрыг хооронд нь андуурч эндүүрдэг: жишээ нь нэг комп
ютер эсвэл зурагт хараад, хо хятадууд! гэдэг. Тийм ээ, бэлэн бүтээгдэхүүнийг угсрахад Хятад улс хоёрдугаар байр эзэлдэг боловч, нэгдүгээр байр эзлэх болоогүй. Одоо бол хятадын чип үйлдвэрлэгчид дэлхийн жишгээс 3-5 жил хоцорч яваа. Одоо цагт үүнийг хавцал гэж нэрлэж болно. Тэр учраас АНУ-ийн экспөртын хязгаарлалт нь, өөрийн тэргүүний байраа алдахгүйд чиглэсэн явдал юм. Хятад улс савлагч, угсрагч байж болно, гэвч технологийн өрсөлдөгчийн хувьд тэр АНУ-д ч, Тайванд ч, Японд ч хэрэггүй.

Тэгээд иргэдийн маш их шохоорхож хардаг iPAD-ыг харцгаая. Ипадыг Тайваны FoxConn – Hin Hai компаний хятад дахь Шенженд үйлдвэрлэгддэг. Уг үйлдвэрт 250 мянган хүн ажилладаг. Бодоод үзээрэй, 250 мянган ажилтан нэг газар ажилуулдаг гэж. Фоксконн Dell ба Hewlett Packard-ын захиалга авдаг. Бас хэд хэдэн өөр захиалгчид.Саяхан маш их сураг дуулдуулсан, хэдэн ажилтан нь амиа хорлоод байсан- Үүнийг сайтар ажиглавал, тэнд зөвхөн угсралт явагддаг. Гэвч чипийн үйлдвэрлэл сайтар ажиглавал, маш гоё.

Процессор нь Эпплын дизайн, Снасунгын оролцоо. WLAN/GPS/ Тouch нь Броадкомын дизайн, TSMC-ийн үйлдвэрлэл. Акселерометр нь СТМ-ын дизайн,  ТSMC ийн үйлдвэрлэл гэх мэт. Нэг ч үйлдвэрлэгч хытад нэр зүүгээгүй байгааг анзаарав уу? Хятадууд адил бүтээгдэхүүн хийч чадахгүй гэсэн үг биш. Ихэнх чипийг дуурайлгаж болдог, дизайны зарчим нь ойлгомжтой байгаа цагт. Харин өөрсдөө үйлдвэрлэнэ гэдэг, хүн бүрийн хийдэг ажил биш.

За нэг иймэрхүү. Одоо дизайн гэхээр, хагас нүцгэн хүүхэн бодсоор хэвээр байгаа бол, баяртай танихгүй найз минь.

02:09 - 2011-01-17 - Сэтгэгдэл бичих

Юмыг мэдлэгээр өөрчлөн чимэхээс гадна, толгойд багтмааргүй ажлыг ч болгож болдог юм байна лээ.

AmonRa - 15:04 - 2011-01-18

монголд микропроцессор үйлдвэрлэх боломжгүй гэж дуулдсан. Учир нь дэндүү их тоостой гэлүү дээ

dadido - 20:07 - 2011-01-17

Тухай:
~Scientia potentia est~


Нvvр
Хувийн мэдээлэл
Архив
Найзууд

Uriankhan Art

Шинэ бичлэгvvд
- Инновацийн тухай
- Хорионы гоо зүй
- Гялс нэг бичлэг
- Шинэчлэл
- Зав гаргаж дуусгав
- Дөрвөн хувьсагч
- Кино ба комиксуудын тухай
- Ойрын хугацаанд хийсэн ажил
- Соёлын ба хүн төрөлхтний нүүдлийн тухай
- Die Antwoord

Найзууд
- Friska
- yuki
- xvv
- Blessing Tara
- gereltuya
- Хүслийнжигүүр
- dadido
- Алмас
- arch_tseegii
- arius
- Zurai
- dao
- Garin
- Бахархал
- luna
- Би зүгээр л бичмээр байна
- Цагаан хараацай
- american boy
- amigo
- BaD_woman
- Bataa
- Боролзой
- Чойрын Хүү
- EDUCATION
- zaya
- boldbaatar
- Zaya
- deizy
- DESI
- Egel_setgel
- Энхмандах
- erida
- My All
- eternalzul22
- undrahbayr
- guumii4u
- Лхагва
- BoLoRmAa
- amur
- kiss_kiss
- last_sopor
- Тархи өрөмдөгч
- mAzze
- Ìÿãìàð
- mizzind
- bylzuuhai
- Нарантунгалаг
- Orgil
- Pada
- PoisonouS Angel
- Monkey
- pupa_inn
- Shuvuukhai
- tamerlan13
- tatah
- Зэрэглээ
- Золоо
- Zuu
- __tungalag
- Solongo
- Aagii
- hairiin boroo



Спэм хамгаалалт:
   
 
xaax