Как технологический гигант может «собрать» чип для смартфона без собственного литейного производства?

Говоря простыми словами, сегодняшние смартфоны – это удивительно компактные чудеса техники, обладающие вычислительной мощностью эквивалентной настольному компьютеру и умещающиеся в ладони. Основным движущим фактором этого технологического прорыва является система на кристалле (SoC) — сложный интегральный элемент, содержащий центральный процессор (CPU), графический процессор (GPU), модем и множество других продвинутых процессоров в одном корпусе.

С внешней точки зрения интересно отметить, что такие гиганты как Apple и Google часто ассоциируются с ‘созданием’ собственных мобильных процессоров, но на самом деле они не производят эти чипы самостоятельно. Samsung же занимается не только их проектированием, но также имеет возможность производить их, хотя это делается в отдельном секторе компании. Qualcomm выделяется как первопроходец, создавая компоненты, которые другим было бы невозможно создать без её участия. Примечательно, что она позволяет другим компаниям выпускать физические продукты на основе своих проектов.

На самом деле, секрет создания и активации таких мощных компонентов этими технологическими гигантами кроется в тонком балансе дизайнерских навыков, собственных знаний и узкоспециализированной сети производства.

Превращение идеи в чертеж

Приключения начинаются на этапе проектирования, где группы инженеров, архитекторов и ученых проводят мозговой штурм о структуре чипа. Этот процесс включает в себя определение функций чипа, требований к производительности и целей экономии энергии.

Для Apple акцент делается на тонкой настройке производительности iOS и его эксклюзивных приложений; для Google целью является разработка чипа, соответствующего Android и быстро растущим функциям искусственного интеллекта. В отличие от этого, Samsung и Qualcomm должны создавать универсальные совместимые чипы, что не так уж просто.

Основной структурой чипа является его схема (blueprint), которая определяет расположение различных компонентов обработки и способы их взаимодействия. Например, Apple вкладывает много ресурсов в разработку уникальных CPU и GPU для достижения лучшей производительности на ватт. Google же сосредотачивается на внедрении специализированных ускорителей искусственного интеллекта (AI) для машинного обучения на устройстве внутри своих Tensor-чипов. Qualcomm стремится найти баланс между высокой производительностью во всех областях и различными опциями связи.

Каждая компания лучше всех знает, что ей нужно.

После проектирования на бумаге инженеры должны описать и создать внутреннее функционирование чипа. Они используют языки описания аппаратного обеспечения (HDL), такие как Verilog или VHDL, чтобы эффективно ‘программировать’ каждое поведение цепей чипа – от отдельных транзисторов и логических вентилей до всех их взаимосвязей.

Перед началом строительства тестируется проект сразу после подтверждения его успешной реализации. Используется программное обеспечение для моделирования различных вариантов поведения, выявления потенциальных проблем, таких как узкие места производительности и возможные ошибки, а также оценивается необходимость дополнительных лицензий интеллектуальной собственности (IP) для улучшения микросхемы. Ключевым моментом является сотрудничество; наиболее успешные продукты становятся результатом слаженной командной работы.

После этого установка тщательно разрабатывается невероятно умными людьми, обладающими знаниями в электронике, физике и производстве. Впоследствии компоненты могут быть сконструированы.

Компании вроде Apple, Qualcomm, Google и даже некоторых подразделений Samsung не производят свои собственные чипы. Вместо этого они их разрабатывают, а затем передают производственный процесс специализированным компаниям-фабрикам полупроводниковых устройств. TSMC является одним из крупнейших производителей микросхем в мире, но есть также другие, включая собственный завод Samsung.

Как аналитик могу отметить, что фирма-разработчик чипов поддерживает тесное сотрудничество с заводом. Это партнерство включает непрерывный обмен для повышения эффективности дизайна в плане производительности и упрощения производства. В итоге спецификации тщательно прописаны до начала выпуска первой партии чипов.

Сборка полупроводника является чрезвычайно сложной задачей. Используя изощренные маски и шаблоны, каждый слой чипа аккуратно собирается в сверхчистых комнатах, где даже мельчайшая пылинка не допускается. Этот скрупулезный процесс обладает явно футуристической атмосферой, соответствующей передовым технологиям продукта. Чипы проходят строгую проверку на каждом этапе, чтобы гарантировать, что только лучшие образцы достигают своих конечных пользователей, и в конечном счете оказываются у вас.

У бесфабричной модели есть масса преимуществ

Разработка полупроводников без собственного производства (fabless) можно сравнить с аутсорсингом, однако это подразумевает гораздо больше, чем просто сокращение издержек. Это комплексный подход, который позволяет компаниям сосредоточиться на проектировании чипов, передавая процесс их фактического изготовления специализированным фабрикам.

Это позволяет компаниям, таким как Apple и Qualcomm, известным созданием высококачественных процессоров для смартфонов, сосредоточиться на разработке и лицензировании внешней интеллектуальной собственности с целью создания продукта, удовлетворяющего конкретным требованиям потребителей.

Вместо того чтобы самостоятельно создавать и управлять сложной современной инфраструктурой, они могут сотрудничать с компанией, обладающей необходимыми ресурсами и экспертизой для эффективного решения таких задач. Такое партнерство позволяет гибко реагировать на постоянно меняющиеся условия рынка.

Их мастерство в проектировании микрочипов вместе со стратегическими союзами с ведущими производителями позволяет им выпускать одни из самых мощных и энергоэффективных чипов для смартфонов. Эта сложная сеть, где навыки проектирования объединяются с возможностями производства, подпитывает непрекращающуюся креативность, определяющую прогресс в области мобильной технологии.

Смотрите также

• Manor Lords: бандитские лагеря, которые заинтриговали и посмеивались игроков
• Minecraft: Как снять чары
• Игровые новости: Valve выступает против рекламы в играх, вводя новый запрет
• Кто такой Зеро? Бывший профессиональный игрок в Super Smash Bros был разбанен на Twitch через пять лет после обвинений в сексуальных домогательствах.
• Поклонники Enshrouded празднуют потрясающее путешествие в страну Оз!
• Мастер-класс по Tekken Movement: противодействие агрессии как профессионал!
• Раздражение в Pacific Drive: Игроки недовольны несправедливой механикой ворот
• 7 лучших Xbox Game Pass, выпущенных в 2024 году
• Team Fight Tactics (TFT): раскрыты худшие юниты стоимостью от 4 до 3 звезд
• Deep Rock Galactic: классический возврат, вызывающий веселую реакцию

2025-03-21 00:24