Οι ημιαγωγοί αλλάζουν τον ανθρώπινο κόσμο σε όλες τις πτυχές

'Οι ημιαγωγοί είναι μια σημαντική δύναμη που αλλάζει την παγκόσμια οικονομία, ο καθηγητής Wei Shaojun ξεκίνησε από την άποψη του ΑΕΠ, ένας σημαντικός δείκτης οικονομικής ανάπτυξης. Ανέφερε τα παγκόσμια δεδομένα του ΑΕΠ που δημοσιεύθηκαν στην ιστοσελίδα του τμήματος στατιστικής των Ηνωμένων Εθνών και δήλωσε ότι «από το 1987 έως το 2021, η απόλυτη αξία του παγκόσμιου ΑΕΠ υπάρχει ένα προφανές« άλμα »και τα παγκόσμια ετήσια μέση δεδομένα του ΑΕΠ έχουν υποστεί σχετικά μεγάλες αλλαγές πριν το 2003, η ανάπτυξη του παγκόσμιου GDP ήταν σχετικά επίπεδη.

Επιπλέον, ο καθηγητής Wei Shaojun ανέφερε επίσης στοιχεία πωλήσεων της παγκόσμιας βιομηχανίας ημιαγωγών: Στα 16 χρόνια από το 1987 έως το 2002, τα σωρευτικά έσοδα της παγκόσμιας βιομηχανίας ημιαγωγών ήταν 1.643,1 δισεκατομμύρια δολάρια, με μέσο όρο 102,7 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ ετησίως. Στα 19 χρόνια από το 2003 έως το 2021, τα σωρευτικά έσοδα της παγκόσμιας βιομηχανίας ημιαγωγών έφτασαν τα 6.069,6 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ, κατά μέσο όρο 319,5 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ ετησίως, το οποίο ήταν 3,1 φορές από τα προηγούμενα 16 χρόνια.

Συγκρίνοντας τα δεδομένα ανάπτυξης του Παγκόσμιου ΑΕΠ και τα δεδομένα ανάπτυξης της παγκόσμιας πληροφόρησης, μπορεί να συναχθεί ότι η βιομηχανία πληροφοριών διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη. 'Οι ημιαγωγοί είναι ο πυρήνας και το θεμέλιο που υποστηρίζει τη βιομηχανία πληροφοριών, η οποία με τη σειρά της υποστηρίζει την ανάπτυξη του παγκόσμιου ΑΕΠ. Ως εκ τούτου, οι ημιαγωγοί διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη.

'Ο νόμος του Moore ' οδηγεί τη βιομηχανία να προχωρήσει σύμφωνα με το νόμο της εκθετικής ανάπτυξης. Τώρα οι άνθρωποι μπορούν να ενσωματώσουν δεκάδες δισεκατομμύρια τρανζίστορ σε ένα μόνο τσιπ πυριτίου. Σε ένα τόσο περίπλοκο σύστημα, σίγουρα δεν υπάρχει απλός τρόπος αντιμετώπισης του. Από τη γέννησή του, οι ημιαγωγοί ήταν μια βιομηχανία που βασίζεται στην καινοτομία. Αν εξετάσουμε μόνο τη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών, αντιμετωπίζει κυρίως τρεις προκλήσεις:

• Το ένα είναι γραφικά ακριβείας, τα οποία είναι η τεχνολογία φωτοβολιτογραφίας. Σύμφωνα με τον τύπο του παραπάνω σχήματος, ανάλυση = k1 * λ/na, ανάλυση = συντελεστής Χ (μήκος κύματος του φωτός/αριθμητικού ανοίγματος του φακού προβολής). Δεδομένου ότι το μήκος κύματος της πηγής φωτός είναι δύσκολο να αλλάξει, η εμφάνιση των μηχανημάτων λιθογραφίας EUV και εμβάπτισης έχει αυξήσει το αριθμητικό άνοιγμα (NA) του ανοίγματος. Η διαδικασία βελτίωσης της ανάλυσης μπορεί να φαίνεται απλή, αλλά είναι γεμάτη από απροσδόκητες καινοτομίες.

• Το δεύτερο είναι η καινοτομία νέων υλικών και νέων διαδικασιών. Επί του παρόντος, υπάρχουν περίπου 64 υλικά στο πεδίο ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένου του χαλκού, του γερμανίου, του νικελίου, του υψηλού Κ και άλλων υλικών. Κάθε υλικό απαιτεί χιλιάδες πειράματα διεργασίας. Στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών, πώς να σχηματίσετε ένα σύνολο πραγματικά σημαντικών διαδικασιών προϊόντων; Χωρίς την καινοτομία αυτών των νέων υλικών και νέων διαδικασιών, δεν θα υπήρχε ταχεία βελτίωση στην απόδοση των συσκευών ημιαγωγών.

• Το τρίτο είναι να βελτιωθεί ο ρυθμός απόδοσης. Η ανακάλυψη σε μια ενιαία διαδικασία δεν μπορεί να εγγυηθεί σημαντική βελτίωση στην απόδοση ολόκληρου του ενσωματωμένου προϊόντος κυκλώματος. Ένας μεγάλος αριθμός στατιστικών σφαλμάτων συσσωρεύονται στη ροή της διαδικασίας. Ακόμη και αν η απόδοση κάθε βήματος είναι τόσο υψηλή όσο το 99,9%, μετά τη συσσώρευση χιλιάδων βημάτων, η τελική απόδοση είναι μόνο 37%. Ως εκ τούτου, το σημάδι του επιπέδου βιομηχανικής τεχνολογίας δεν είναι μια σημαντική ανακάλυψη σε μια ενιαία τεχνολογία, αλλά μια ανακάλυψη σε ένα πλήρες σύνολο διαδικασιών προϊόντων.

Η υπολογιστική ισχύς οδηγεί την ανάπτυξη ημιαγωγών και οι ημιαγωγοί υποστηρίζουν την πρόοδο της τεχνολογίας των υπολογιστών. Σε όλη τη διάρκεια της διαδικασίας, από την επιστημονική πληροφορική στις πρώτες μέρες έως τους προσωπικούς υπολογιστές, το κινητό υπολογισμό, το cloud computing και τη σημερινή είσοδο σε έξυπνες υπολογιστές, οι αγορές υπολογιστών και ημιαγωγών ήταν μαζί μας σε όλη τη διαδρομή. Στο μέλλον, θα εισέλθουμε σε μια νέα εποχή - την εποχή του πανταχού παρόντος υπολογιστών. Εκείνη την εποχή, δεν ήταν άνθρωποι που χρησιμοποιούν υπολογιστές, αλλά υπολογιστές που χρησιμοποιούν υπολογιστές. Αυτό θα γίνει ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της εποχής του πανταχού παρόντος πληροφορικής. Σε αυτό το μοντέλο ανάπτυξης, πολλά πράγματα θα αλλάξουν.

Η υπολογιστική ισχύς των υπολογιστών υψηλής απόδοσης έχει εισέλθει στην εποχή της E-Class. Οι υπερυπολογιστές E-Class αναφέρονται σε υπερυπολογιστές που μπορούν να εκτελέσουν δεκάδες δισεκατομμύρια μαθηματικές επιχειρήσεις ανά δευτερόλεπτο. Πρόκειται για τα διοικητικά ύψη της διεθνούς καινοτομίας και του ανταγωνισμού υψηλής τεχνολογίας πληροφοριών και αναγνωρίζονται σε όλο τον κόσμο ως 'ένα στέμμα στον κόσμο των υπερυπολογιστών.' Το μέλλον σύντομα θα εισέλθει στην εποχή του Z (1Z = 1021, δέκα τρισεκατομμύρια επίπεδα). Επειδή τα δεδομένα αυξάνονται πολύ γρήγορα, εάν η ταχύτητα επεξεργασίας του υπολογιστή δεν μπορεί να διατηρηθεί ανά πάσα στιγμή, ο υπολογιστής δεν θα μπορέσει να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις ανάπτυξης.