半导体价值链容易受到干扰,这对现代经济构成了相当大的风险。更好的数据对于决策者识别瓶颈、监控特定半导体类型的供需平衡以及管理干扰至关重要。本文提出了半导体类型和生产设施的通用分类法,以促进协调的数据收集和共享。该分类法将半导体产品分为四大类——“逻辑”、“内存”、“模拟”和“其他”——并根据其普及程度和特定功能细分为子类别。半导体生产设施根据所使用的技术和生产不同类型半导体的能力、安装的生产能力以及其他相关工厂(和公司)特征进行分类。该分类法将成为半导体生产数据库的基础,并将在未来进行修订,以跟上半导体技术的发展。
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∗ 基金项目 : 国家自然科学基金 (61072135,81971702), 中央高校基本科研业务费专项 (2042017gf0075,2042019gf00720), 湖北
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很难想象有哪个行业比半导体行业对我们国家的国家和经济安全更重要。未来的几乎每一项创新,无论是更智能的交通还是更好的医疗设备,无论是提高农业效率还是应对气候风险,还是为我们的国防能力提供动力的技术,都将依赖于半导体技术。拜登政府指出,未来十年有三类技术尤为关键¹:与计算相关的技术,包括微电子、量子和人工智能;生物技术和生物制造;以及清洁能源技术。这些领域都依赖于半导体,而半导体的进步又受到新应用需求的驱动。
关键要点:迫切需要跨越广泛长度尺度的测量方法、标准和服务,并验证从 3D 纳米级设备到 3D 集成系统的复杂结构;新材料;流程和建模数据;互操作性协议;先进封装;以及安全和供应链。
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• 意大利。 CNR、IUNET、FBK、Chips-IT • 瑞典。 KTH、Chalmers、Lund、Linkoping • 芬兰。 Tampere • 波兰。 Unipress 和 Lukasiewicz • 法国。 Leti • 德国。 Fraunhofer • 奥地利。 SAL • 意大利财团的预算:约 2.2 亿欧元(占
Andrew B. Kahng 是加州大学圣地亚哥分校 CSE 和 ECE 的杰出教授,也是高性能计算的特聘教授。他曾担任 Cadence 的客座科学家(1995-97 年)和 Blaze DFM 的创始人/首席技术官(2004-06 年)。他是 3 本书和 500 多篇期刊和会议论文的合著者,拥有 35 项已颁发的美国专利,并且是 ACM 和 IEEE 的研究员。他是 2019 年 Ho-Am 工程奖获得者。他曾担任 IEEE CEDA 赞助的会议(如 DAC、ISPD、SLIP 和 MLCAD)的总主席,并从 2000 年至 2016 年担任国际半导体技术路线图 (ITRS) 设计和系统驱动程序工作组的国际主席/联合主席。2018年6月至2023年12月,他担任美国DARPA“OpenROAD”项目(https://theopenroadproject.org/)的首席研究员,并至2023年8月担任美国NSF人工智能研究所“TILOS”(https://tilos.ai/)的首席研究员和主任。
提高半导体性能对于满足机器学习、汽车电气化和高性能计算等快速增长的市场需求以及支持美国国家安全利益至关重要。半导体行业采用多种策略来提高不同类型芯片的性能和能源效率,包括制造具有更密集电路、新架构和新材料的芯片。对于逻辑芯片(例如,用于计算设备的中央数据处理),制造业在过去六十年中不断缩小关键电子功能的尺寸,并使用更密集的电路来提高计算能力。某些先进的存储芯片(例如,用于长期存储视频和音乐的 NAND 闪存)使用了新的架构,其中制造商竞相将一层层的存储单元堆叠在一起,就像建筑物的地板一样;最先进的 NAND 闪存芯片有 200 多层。用于汽车电气化的下一代电源管理芯片越来越多地使用硅以外的材料,称为复合半导体,例如碳化硅。另一种提高半导体器件性能的新兴策略是使用先进的封装技术;例如,在同一封装内将芯片堆叠在一起,以改善芯片间的通信。