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    會讓國人沸騰的國產5G芯片,還要過多少重山?

    2023/09/06
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    閱讀需 8 分鐘
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    現在的手機已經成為我們生活中必不可少的一部分,除了打電話,我們還可以玩游戲,看視頻,購物,學習……

    隨著5G的發展,我們手機的上網速度越來越快,在這些極致體驗的背后,隱藏著一位超級英雄——芯片。

    今天,文檔君就跟大家聊聊手機芯片那些事兒~~

    手機的“大腦”

    一部手機如果要能打電話、發短信、上網,必須包括芯片、天線、電源、操作系統、屏幕等。

    其中,芯片是手機的核心組件,負責處理手機所有的數據和指令,可視作手機的“大腦”。我們打電話、看視頻、玩游戲等操作都需要通過芯片處理信息。

    芯片的質量與手機的運行速度、穩定性和續航能力等有著直接的關系,可以說,芯片的質量是手機好壞的決定性因素。

    分工協作的芯片

    手機芯片主要包括應用芯片、基帶芯片、射頻芯片和其他芯片。那么,這些芯片都有著哪些作用,是怎樣分工協作的?欲知詳情如何,且聽文檔君娓娓道來。

    應用芯片(Application Processor)

    也稱為AP芯片,負責處理各種應用程序和數據,控制手機的運行和功能。

    包括CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、存儲控制器等。

    基帶芯片(Baseband Processor)是一種傳輸和接收數據的通信芯片,負責處理手機與基站之間的通信信號。通過基帶芯片,可以把數據轉換成電磁波,并通過天線發送到基站。而天線收到的電磁波,也可以通過基帶芯片解碼成數據?;鶐酒?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/496771.html">數字信號處理器、調制解調器、信道編碼器等。

    射頻芯片(Radio Frequency Chip)負責將基帶芯片輸出的信號轉換成高頻信號,并進行功率放大過濾合成等操作,以增加信號的傳輸距離和穩定性,最后將信號通過天線發送出去。也可以將天線接收到的射頻信號轉換為低頻信號傳輸給基帶芯片。

    射頻是指頻率范圍在3 kHz到3000 GHz之間的電磁波。

    射頻芯片包括濾波器、功率放大器、射頻開關等。

    其他芯片除了以上三種芯片,手機還有其他芯片。

    電源管理芯片:負責管理手機的電源供應和功耗。

    音頻芯片:處理手機的音頻信號。

    傳感器芯片:負責檢測手機周圍的環境。

    此外,還有指紋識別芯片,面容識別芯片等。

    所以,別看手機不大,內部可是五臟俱全,缺少任何一個芯片手機都無法正常使用,如果其中任何一個芯片存在質量問題或者性能不夠好,都會影響用戶的使用體驗。

    芯片制作難在哪

    芯片的功能強大,得來卻十分不易。芯片制作是一個非常復雜和精細的過程,其中涉及到多個技術領域和工藝流程,那么芯片制作究竟難在哪?

    設計難度

    在制作芯片之前需要進行設計,對幾十個億的晶體管進行排列組合,還需要考慮到電路的結構、信號的傳輸、功耗的控制、散熱的管理等多個方面,難度可想而知。

    不夸張地說,一枚芯片的電路設計比一線城市的道路規劃還要復雜。而且隨著芯片功能的不斷增多,芯片設計的難度也在不斷增大。

    工藝技術

    芯片設計之后還需要制作出來。其工藝復雜,對設備要求極高,有人說難度堪比給蚊子割雙眼皮。文檔君卻覺得,制作芯片可比給蚊子割雙眼皮難多了。

    我們經常聽說,5 nm芯片、3 nm芯片,這里的5 nm是指芯片的制程工藝,也就是芯片內部晶體管之間的距離。

    制程工藝越先進,做出來的芯片中晶體管之間的距離越小,芯片的功耗越低。

    比如,5 nm芯片每平方毫米可以容納超過1.7億個晶體管,比7 nm提高了80%,可以實現更高的性能和更低的功耗。

    制程工藝的進步并不僅僅是簡單的縮小尺寸,還需要在材料、設計、制造等多個方面進行創新和優化,以保證芯片的性能和質量。

    芯片制作不僅難,還需要投入大量的資金和人力,生產成本非常昂貴。隨著工藝技術的不斷進步,生產成本也在不斷增加。詳細信息可查閱手機芯片為啥這么燒錢?

    5G芯片,難上加難

    制作芯片本來就很難了,制作5G芯片更是難上加難。5G給我們帶來更好體驗的同時,對芯片也提出了更苛刻的要求。

    高頻通信

    5G通信的頻率比4G更高,電磁波的頻率越高波長越短,這意味著信號的衰減和干擾更嚴重,需要采用新的技術來提高信號質量和穩定性。

    大規模MIMO5G通信采用大規模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術,需要在芯片上集成更多的天線和信號處理電路,以提高信號的傳輸速率和覆蓋范圍。

    低功耗5G通信需要更大的帶寬、更快的傳輸速率和更低的延遲,這意味著芯片需要更高效的電源管理和功耗控制功能,以保證電池壽命。

    散熱5G芯片的功耗更高,產生的熱量也更多,需要采用更高效的散熱技術來保證芯片的穩定性和壽命。

    高集成度5G芯片需要集成更多的功能,對芯片的設計和制造提出了更高的要求。

    5G芯片是實現5G技術的關鍵組件,對于實現5G技術的推廣和廣泛應用至關重要。所以即便是難上加難,也要迎難而上。

    總結語

    芯片作為高精尖產業,在各行各業都扮演著至關重要的角色。目前,我們已經取得了一些成績,但仍存在一些“卡脖子”難題。

    成就

    中國的芯片制造技術不斷提升,芯片設計能力不斷增強,自主研發取得進展,研發規模和應用領域不斷擴大。

    挑戰

    中國芯片在高端制造設備、原材料、技術專利和產業生態等方面還存在一些挑戰。

    這并不是我們第一次從零開始,更不是唯一一次從追趕到超越,相信有了國人的努力,“中國芯”一定會實現!總有一天,我們可以說,“輕舟已過萬重山”。

    推薦器件

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