展锐虎贲T7520强在哪?6nm EUV全场景覆盖增强

芯智讯 3天前

只有引入EUV技术的6nm才是真正的6nm,而这项技术也将伴随未来可能的5nm、4nm、3nm、2nm、1nm一路前行。

自1965年英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出摩尔定律以来,半导体领域就一直在遵循着“当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍”的规律前行。技术人员一直在研究开发新的IC制造技术,以缩小线宽、增大芯片的容量。


EUV光刻机的出现,就是一个重大突破。它实现了高速,低功耗和高集成的芯片生产工艺,满足了5G高性能、超带宽、低时延和海量连接的需求。


 图片来源:台积电陈平在紫光展锐2020春季线上发布会演讲


这么厉害的EUV,原理是什么?

 

光刻技术基本上是一个投影系统,将光线投射并穿透印有电路的光罩,利用光学原理将图形打在已涂布感光剂的晶片上,进行曝光,当未曝光的部分被蚀刻移除后,图样就会显露出来。


光刻技术中,提升分辨率的途径主要有三个:一是增加光学系统数值孔径;二是减小曝光光源波长;三是优化系统。EUV相较于DUV,把193nm波长的短波紫外线替换成了13.5nm的“极紫外线”,在光刻精密图案方面自然更具优势,能够减少工艺步骤,提升良率

 

EUV技术的究竟难在哪儿?

 

光源产生难: 

193nm紫外线的光子能量为6.4eV(电子伏特,能量单位),EUV的光子能量高达为91~93eV!这种能量的光子用一般的方法是射不出来的,激光器或灯泡都不行,它的生成方法光是听起来就非常变态,这需要将锡熔化成液态,然后一滴一滴地滴落,在滴落过程中用激光轰击锡珠,让其化为等离子态,才能释放“极紫外光”。这样的光源用久了就会在里面溅很多锡微粒,必须要定时清洁才行。

 

图片来源:Cymer: Extreme Ultraviolet(EUV) Lithography Light Sources

 

发光过程难: 

EUV不仅能量高,对物质的影响也极其强大,它们可以被几乎任何原子吸收,所以传播路径必须是完全的真空。要想让EUV聚焦到合适的形状,只能用这种用6面凹面镜子组成的系统——EUV/X射线变焦系统(EUV /X-Ray focusing systems)。


有效功率转化率低:

可是就算是镜子,每一面镜子都会吸收30%的EUV,整个系统里有4个镜子用于发光系统,6个镜子用于聚焦系统。EUV光罩本身也是一个额外的镜子,形成了11次反射。这个过程中,只有大约2%的EUV来到了晶圆上。因为效率低,所以需要的功率也大辐上涨。ArF光源平均的功率为45W,而EUV的平均光源功率为500w! 


成本太高:

最先进的EUV光刻机售价高达1亿欧元一台,是DUV光刻机价格2倍多,采购以后还需要多台747飞机才能运输整套系统。


此外,EUV光刻机必须在超洁净环境中才能运行,一小点灰尘落到光罩上就会带来严重的良品率问题,并对材料技术、流程控制、缺陷检验等环节都提出了更高的要求。最关键的是,EUV光刻机还极度耗电,它需要消耗电力把整个环境都抽成真空(避免灰尘),通过更高的功率也弥补自身能源转换效率低下的问题,设备运行后每小时就需要耗费至少150度的电力。


除此之外,次级电子对光刻的曝光、光化学反应释放气体、EUV光罩的侵蚀等种种难题都要一一解决。这就导致很长时间里EUV的产量极低,在之前公开的资料里,EUV的产量只有日均1500片。


虎贲T7520

结合以上的知识点,采用了6nm EUV工艺技术的虎贲T7520,真是闪耀着高技术高质量的光辉~


全场景覆盖增强技术—5G的刚需


近年来,直播、短视频等线上经济迸发出了强劲活力,同时也对网络提出了上行大带宽、低时延的新需求。


5G带宽是通过较高频段实现的,比如中国分配给5G的频段分别是2.6GHz,3.5GHz以及4.9GHz。相对4G使用的频段,5G的高频段路径损耗大,覆盖范围小。


5G基站侧可以通过加大发射功率来提高下行覆盖,然而终端的发射功率有限,上行覆盖成为5G网络的短板。


此外,在5G小区的边缘,下行数据也需要终端上传ACK/NACK反馈。此时,不仅上行业务受影响,下行业务也会受到影响,很可能出现5G手机显示信号条满格,却无法上网或者断流的现象。


针对各种场景的覆盖增强技术,就成为5G网络覆盖的硬需求。



紫光展锐近期发布了采用6nm EUV工艺的新一代5G SoC“虎贲T7520”, 先进的工艺低功耗的系统设计,大幅提升的AI算力和多媒体影像处理能力,将为5G智能体验带来更好的选择。


值得注意的是,基于第二代马卡鲁5G技术平台,虎贲T7520采用了全球首颗支持全场景覆盖增强技术的5G调制解调器(1)。它同时支持5G NR TDD+FDD载波聚合、上下行解耦、超级上行等技术,实现了Sub-6GHz 5G网络的全场景覆盖增强。


与没有采用全场景覆盖增强技术的平台相比,虎贲T7520可提升超过100%的覆盖范围,为小区近点提升60%上传速率。


这到底是一款什么样的黑科技?5G为什么需要全场景覆盖增强技术?它可以带来什么样的增益?且听下文娓娓道来。


5G全场景覆盖增强技术—三大金刚


5G发展初期,运营商在现有的4G设备基础上进行5G网络部署,即NSA非独立组网模式,终端可同时连接5G基站和4G基站。这种模式下,网络可以指示终端,实现数据从LTE侧或5G NR侧的分流。技术专家们就可以利用4G LTE网络的中低频段来补充上行覆盖,这样既保证了5G下行大带宽的体验,也解决了上行高速率的需求。


紫光展锐5G调制解调器春藤V510,以及5G SoC虎贲T7520都支持上行分流,当终端用户处于5G基站上行覆盖的边缘时,终端可以通过LTE基站上传数据,有效解决了上行覆盖的问题,保障了业务的连续性。


到了5G SA独立组网模式下,终端只连接5G网络,无法通过双连接和上行分流技术实现上行覆盖增强时,虎贲T7520能通过全场景覆盖增强技术,保障5G的业务体验。


全场景覆盖增强技术包括5G NR TDD+FDD载波聚合、上下行解耦和超级上行。

 

 

载波聚合:

通过TDD+FDD的载波聚合,将高频和中低频进行聚合,既增加了下行峰值速率,同时利用中低频段增强了上行覆盖。

 

上下行解耦:

虎贲T7520支持超级上行SUL和超级下行SDL,将上行和下行充分解耦,利用中低频上行的部分来增强5G上行覆盖。

 

超级上行:

虎贲T7520还支持超级上行技术,在上下行解耦的基础上,小区近点位置同时支持高频和中低频的上行发射,增强上行峰值速率。

 

全场景覆盖增强技术的采用,帮助运营商最大限度利用既有资源,让4K高清直播、无人机、远程医疗、智慧工厂等面向行业应用的2B业务,解决了上行大带宽的覆盖痛点,助力“5G改变社会”的梦想早日照进现实。

 

(注1)业内首款同时支持载波聚合、上下行解耦、超级上行等技术的5G调制解调器,可以实现Sub-6GHz 5G网络场景的覆盖增强


来源:紫光展锐

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