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芯片良率难提升?这三家公司用量子技术找到新解法

近日,有消息称SEALSQ公司宣布与ColibriTD、Xdigit达成合作,将共同研发半导体制造的前沿技术。这项创新旨在解决先进制程(7nm及以下)芯片制造中的一大难题——IR Drop(电压下降)问题,从而显著提升晶圆良率,降低生产成本,加快芯片面世时间。

三强联手:为芯片制造注入“量子力量”

SEALSQ专注于半导体、安全微控制器以及后量子密码技术,ColibriTD则在“量子即服务”(Quantum-as-a-Service)平台方面处于领先地位,而Xdigit拥有深厚的芯片建模和IR Drop数学建模技术。三家公司计划在未来六个月内,依据既定路线图,联合开发一套革命性解决方案——结合量子计算能力与精准建模,解决目前制程越先进、挑战越巨大的功率分布与电压控制问题。

尤其在晶体管尺寸进入7nm甚至更小的领域后,传统的电压控制方式已难以胜任,芯片良率甚至可能低至50%。这不仅推高了芯片制造成本,还严重影响了AI、车载、物联网等新兴领域的技术部署速度。

利用量子计算破解IR Drop难题

此项合作的核心突破点,是借助量子计算在处理复杂方程(如偏微分方程)方面的强大能力,对芯片内部的功率网络进行前所未有的精准建模与优化。Xdigit将其在IR Drop建模方面的专业能力与ColibriTD的量子算法平台相结合,帮助芯片设计师在设计初期就精准预测和规避潜在的电压波动问题,从而提升成品率、减少资源浪费,甚至可能将良率提升至80%以上。

图:芯片良率难提升?这三家公司用量子技术找到新解法

图:芯片良率难提升?这三家公司用量子技术找到新解法

战略意义:为先进制程扫清三大障碍

这项创新不仅是技术上的突破,还将带来多方面的战略价值:

  1. 提升良率、降低成本:在先进制程中,每提升10%的良率都意味着数百万美元的成本节省。良率从50%提升至80%,单颗芯片成本可减少近一半。

  2. 加快产品面市时间:优化的电源设计大大减少试错次数,缩短设计周期,让AI芯片、汽车控制芯片等产品更快上市。

  3. 应对更小节点挑战:这一以量子计算为核心的建模框架具备高度扩展性,可适用于3nm甚至更先进的工艺节点,满足未来技术发展趋势。

提升芯片安全性,打造“物理防护”防线

更精准的电源控制还有另一个隐性优势——增强芯片的抗攻击能力。在智能物联网、汽车电子、国防系统等应用中,攻击者往往通过分析电流波动等“侧信道”信息来窃取加密密钥。SEALSQ在后量子加密技术方面的经验(如其QS7001平台),加上此次对电压管理的改进,将极大增强微控制器在物理层面的安全性,有效防御侧信道攻击。

迈入“量子驱动”的芯片新时代

SEALSQ首席执行官Carlos Moreira表示:“此次与ColibriTD和Xdigit的合作,是半导体领域的一个关键转折点。通过将量子计算能力与Xdigit的IR Drop建模技术融合,我们正打通先进芯片制造过程中的关键堵点,为AI、汽车与IoT等核心场景打造更安全、高效、低成本的芯片方案。”

Xdigit首席执行官Fabrice Siracusa补充道:“量子计算为我们打开了精度建模和设计优化的新大门。结合我们在ASIC设计和安全IP上的积累,这项技术将在7nm以下工艺节点中带来质的飞跃,引领下一代半导体创新潮流。”

总结:这项跨界合作不仅预示着7nm及更先进制程将迎来良率大幅提升的关键转折点,也标志着量子计算从理论走向应用,为半导体产业注入新的动能。对消费者而言,这意味着未来的AI设备、智能汽车、IoT终端将更强、更稳、更便宜。

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