为什么小芯片越来越受欢迎?

最近，英特尔与美国军方签订了一份利用芯片技术生产芯片的合同。什么是小芯片，它们为什么会流行起来，为什么选择英特尔来供应美国军队？

什么是小芯片？

在半导体工业中，晶片是设计用来与其他晶片结合的单晶硅晶片。这些模具可以以不同的方式组合在一起，包括垂直堆叠，然后将这些模具安装到单个基板层上，然后封装。单个芯片之间的互连可以通过多种方式实现，包括连接线和使用金属通孔的直接连接。

使用芯片的半导体器件通常将其设计分成主要的子电路，包括模拟前端、处理器、存储器和GPU。虽然芯片越来越受欢迎，但与使用单个半导体的标准单片设计相比，芯片仍然是一个利基市场。

为什么小芯片越来越受欢迎？

过去的半导体使用的晶体管尺寸是微米级的，在这种规模下，灰尘一般不会在操作中引起问题；这就是为什么过去的半导体制造厂不需要严格的洁净室。同样的半导体对点缺陷也更有弹性，因此过去的模具更容易批量生产。

然而，目前晶体管的规模，现在在10纳米以下，这意味着半导体铸造厂需要非常干净，空气中的灰尘要尽可能少（每立方米空气中至少要有10个灰尘颗粒）。这是因为尘埃粒子降落在10nm晶体管上不仅会损坏该晶体管，而且会因尘埃粒子的大小而影响附近数千个晶体管（记住，尘埃粒子比10nm晶体管大几个数量级）。小型晶体管面临的第二个问题是半导体中的单个点缺陷可能导致晶体管故障。因此，一个有着难以置信的小晶体管的芯片，其晶体结构几乎不能有任何点缺陷，因为这会导致芯片出现故障的可能性很高。

提高晶体管尺寸较小的芯片的产量可以通过减小芯片的总尺寸来实现；但是，这会导致安装在单个芯片上的晶体管更少。如果每个芯片的物理尺寸增加，它将允许更多的晶体管，因此更强大的电路，但结果是每个芯片的成本增加，因为更多的芯片因故障而被丢弃。

一个解决方案是使用小芯片，这是一个已经开始变得越来越流行的解决方案。小芯片，是更小的功能芯片，可以利用现代的10纳米以下晶体管功能，允许强大的复杂功能。尽管如此，终端设备将多个芯片集成到一个单独的封装中，最终的结果是一个功能强大、晶体管数量高的设备，从而减少了失败芯片的数量。这反过来又降低了模具的最终成本，并使产量最大化。

为什么美军选择英特尔作为芯片供应商？

最近，英特尔与美国军方签订了第二阶段合同，通过先进的半导体技术，帮助他们提供下一代军事技术。该项目将利用英特尔在俄勒冈州和亚利桑那州的工厂，并将利用英特尔的芯片技术。芯片技术的使用不仅允许在使用低于10nm节点技术时提供更经济的解决方案，而且还允许将其他制造商设计的模具集成到一个单独的定制封装中，从而允许高度特定的应用充分利用半导体器件。

虽然英特尔尚未公布该计划的美元数字，但美国军方选择英特尔的理由已经很好地确定。目前，世界上近75%的半导体器件都是在亚洲制造的。随着中美关系最近的紧张，部分企业有兴趣将制造业转移回美国。这对于那些希望确保其产品在当地生产并拥有可信供应链的军队来说也非常重要。虽然许多美国公司可以制造半导体，但英特尔是三家能够制造高端芯片设计的公司之一，另外两个是TSMC和三星，后两者都位于亚洲。

总体而言，英特尔是一家美国公司，其制造设施位于当地，他们生产高端处理器的能力，具有业界领先的包装技术，使他们能够生产一些世界上最先进的半导体。
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