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射频芯片国内外主要差距分析

电脑 2023-04-23

求各种ZIGBEE射频芯片对比,包括cc2430,cc2420,cc2530,mac139xx,等等的参数对比。

CC2430和CC2420射频参数相同,CC2430具有51单片机核;发射功率0dbm;接收灵敏度小于-110dbm左右;工作频点:2.4ghz;支持zigbee2003,,2006协议。 CC2530最大发送频率4dbm;2.4ghz;支持zigbee2003,,2006,Pro协议。是CC2430的升级版。 5-6美金的样子。

射频芯片很难研发吗?

射频芯片属于模拟芯片的一种(CPU、GPU等属于数字芯片),被誉为模拟芯片皇冠上的明珠,可见研发确实有难度的,但难度没有CPU、GPU大,后两者超过射频芯片好几个数量级。这方面,华为给出了很好的答案,后面我会做详细分析。在2017年,国产射频芯片市场占有率仅有2%。如此低的占有率,主要是因为中国进入射频芯片时间较晚,经验较少,芯片产品规划和市场推广都存在短板,而射频芯片又由于依赖研发人员的经验较多,使得其成为国内企业的弱项。


美国Skyworks公司曾是华为主要的射频芯片供应商。但弱项不等于一片空白。没有经验,研发的人多了,时间积累到位,落下的课也就补上了。说到底,射频芯片没有专利墙和生态圈构筑竞争壁垒,集中研发攻关是可以突破的。早在2019年6月,华为被列入实体清单前,华为海思就开始自行设计射频组件,以弥补供应链短板。实体清单出炉后,华为内部人士透露,华为手机业务的自给率差距主要体现在射频芯片领域,这一块对美系厂商依赖严重,主要采购Skyworks、Qorvo、博通三家美国公司。


然而,不到一年过去,华为迅速补上供应链自给短板。最新发布的旗舰手机P40拆机表明,在射频零配件上,从收发天线、开关芯片、PA(功率放大器)到滤波器,已经全面替代Skyworks、Qorvo、博通三家美国公司,”去美化“非常成功。


从上图可以看出,在关键的射频芯片上,包括LNA、RF开关芯片、PA、双工器、射频开关、RF收发芯片,华为实现了自研,其它非关键零配件,有国产供应商支撑。上图中的外资供应商,包括NXP(恩智浦)、ST(意法半导体)、村田等,都是欧洲和日本供应商,和美国没有直接关系,而且它们是作为第二供货商的形式出现在供应商名单里,和过去外资供应商独当一面完全不同。这说明,射频芯片研发没有想象中难,和CPU、GPU等复杂的数字电路比起来,完全不在一个量级。

我国的军备芯片是14纳米,而美国是5纳米,这有何影响?

信息处理能力上的巨大差距是致命的,各位都不知道商用处理器+加固机柜即可解决吗?

越是特殊用途的芯片,考虑的更多的不是制程的先进,而是制品的可靠。所谓5nm顶级芯片就是个过度消费的伪概念。目前的战争中这类芯片处于绝对不会用的地位,一个电磁脉冲,全部都会失效。俄罗斯的IC工艺更加落后,这并不妨碍军备的发展。美军并不会害怕高度科技化的对手,他们只害怕高度政治化的对手。这一点,从他们的文宣里面暴露的很充分。

在芯片制造的环节,比如台积电和中芯,它们技术上的差距最大的是不是就是光刻机?假如中芯能拿到和台积电一样的光刻机,差距是不是能快速缩小?或者说在制造环节,除了光刻机这个工具以外有什么东西是芯片厂自己的技术核心呢?

1,最大差距不是光刻机,而且工艺技术,也就是用光刻机等一系列设备把芯片做出来的水平。你做饭光靠菜刀先进就行了吗?半导体工艺涉及到物理,化学,材料,机械,电子,计算机等多学科的模拟,计算和实践应用。你操作设备做工艺报出来的是信号和数据,工程师需要对数据进行分析,再设计实验,调整参数。这就是提高工艺的过程。

2,光刻工艺和沉积,离子注入,刻蚀,CMP等一系列工艺组成了半导体制造工艺。而这些工艺的设备基本上都被欧美日垄断,国产化不到20%。

3,中芯国际的193DUV光刻机目前做到N7完全够用。

4,在其他很多设备方面,比如刻蚀设备,缺陷检测设备,中芯国际拥有的设备的先进程度都是最新款的,和台积电N5的设备水平相当。做不好芯片就像一个大厨光有菜刀没有厨艺一样。

半导体制造商的核心技术就是它的工艺,业内称之为“recipe”,反映在设备上就是由一系列参数组成的模型/程序。设备会根据这模型/程序去计算,指挥设备来完成工艺。如果设备不稳定,比如recipe算出来的东西过一段时间就飘得厉害,对制程是非常有害的。所以这么精密娇贵的设备能保持很好的稳定性也是非常重要的。

说白了就是手机,电脑所需要的极致工艺芯片对现代武器所需的芯片有巨大的技术余量。至少在当下130纳米与5纳米之间让武器效能的提升有限,反而让其可靠性,稳定性有所下降,一味的追求极致制程对于武器制造来说这基本上是得不偿失的举措。如果真有大效果,各个武器大国都会加大投入,往里面砸大钱。

至于你说的航发芯片提升也就是在保证可靠性前提下做的随大流的技术迭代。毕竟谁也无法确定未来芯片工艺是否会极大的影响武器效能。军事上的可靠性感觉还包括应对电磁波干扰的能力,理论上说一定强度的电磁波会在电子元件内部产生感应电流,然后感应电流大到一定程度会对半导体元件产生击穿效应,如果是热击穿的话可能芯片直接就废了。

电磁干扰应该分成电场辐射噪声和磁场辐射噪声,具体表现在MOS里面的噪声电流。一般来说,因为工作频率高,射频模块应该都会带阻挡,吸收电磁波的屏蔽结构,来降低板子上不同模块之间的电磁干扰。

打个比方,假如美军一个飞机技术定型的时候最先进的计算机用的是486,那它就用486,过了二十年有了四核了也不会再换,因为不能保证换了这一个件会不会造成连锁反应,比如不兼容啥的;而我们的飞机研发的晚,那会最先进的电脑用的是奔腾,那我们的飞机用的就是奔腾。台积电目前协助美国生产F-35战机运算芯片,同时也是美国多家科技巨头Apple、AMD、Xilinx和Qualcomm的主要供应商。

由于芯片涉及美国核心军事科技,出于国家安全层面考量,美国政府希望台积电将军用芯片产线转移至美国,并称美国在这方面不打算退让。 这就是台积电赴美建厂的主要原因,而且还是最先进的5nm工艺, 这还只是其中冰山一角。

从侧面也反应出美国先进芯片工艺开始落后,不得不依赖东亚供应商。你说先进制程工艺对军事没用? 我怀疑美国无人机,人工智能电子对抗系统等等都用了先进制程芯片。最早的opamp就是为了破解密码而研制出来的,组成了最早的由集成电路组成的计算机。

现在破解密码用到的超级计算机的性能应该受到计算机架构设计的影响更大。就像我国的超级计算机使用的并不是最先进的数字逻辑芯片作为处理器(事实上美国应该是禁运的),但是体系结构上的特殊设计让我国的超级计算机曾经问鼎世界第一,并不是说靠处理器的性能优秀,制程先进就可以,超算是很庞大的系统工程,不是芯片的简单堆叠。当然系统这一级别我了解的不是很多,只是课上学过一些,我是做模拟集成电路的,偏向底层。

射频芯片,为何被誉为“模拟芯片皇冠上的明珠”?

因为射频芯片的设计难度极高,不少海外巨头都有十几年的专利积累,普通的企业根本无法与其竞争。随着中国市场的不断扩大,在射频芯片领域,也集聚了不少的优秀企业。尤其是今年芯片浪潮的涌起,不少射频企业都拿到了最新的融资,有的优秀射频企业融资金额超过了数亿元人民币。在市场和资本的双重鼓动下,我国市场也开始诞生一些实力不弱的企业。

就目前而言,全球的射频芯片市场还是以海外巨头领导的这么一个态势,以Broadcom、Murata为主导的企业占据了大部分的市场份额,中国射频行业总共才占据5%的市场份额左右,所以就国内市场而言,中国的射频企业还是有着比较大的增长潜力的。射频芯片对电子设备的重要性,已经不言而喻了。射频芯片的主要作用在手机或其他电子设备中,起到发送信号的功能,其内部结构包括射频开关、滤波器、低噪放大器等,属于比较精密的电子零件。

而在5G商业化的前夕,射频市场的规模开始扩大。根据权威机构数据显示,从2020年开始,4G网络的市场已经开始萎缩了,而5G设备的射频芯片销量开始增长。预计2020年终端设备的射频芯片出货量将达到两亿,而2021年市场可能扩大一倍,5G网络射频芯片出货量可能达到4亿,五年之后,5G移动端的射频芯片市场将彻底超越4G市场,也就是说,5G网络设备的增长,会是射频市场未来增长最大的动力。

而伴随着中国5G市场的快速增长,国产射频芯片的发展,也迎来了黄金期。从2004年开始,就有国产厂商在射频芯片领域进行大量投入,经过了这十几年的投入,国产射频厂商有一定程度的进步,但距离国际厂商的水平,还有一定的差距,而这次5G网络发展,也为国产射频厂商提供了超越的机会。





射频技术应用存在的问题一哪些?

射频识别(RFID)技术是一种基于无线技术的自动识别和数据获取技术,其应用始于二战时期友军飞机的识别。随着计算机信息技术和超大规模集成电路技术的成熟与发展,射频识别技术在各领域得到了快速的发展。特别是在物流领域,以沃尔玛、麦德龙为代表的商业零售巨头和以美国国防部为代表的军方组织,将其视为提升物流能力的助推器,引发了广泛重视和全面研究,射频识别技术日趋实用和规模化。 在军事物流领域,美国国防部总结在海湾战争中物资保障的经验和教训,认为在供应链的各环节掌握物资位置、数量、状态对供应保障能力具有极其重要的影响。在其随后制定的新时期后勤战略转型六大目标之一“联合全资产可见性”计划中,将射频识别技术作为

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