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    三星半导体——用创新将梦想照进现实

      [  中关村在线 原创  ]   作者:柏景福
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    01三星半导体 创新实现梦想

    产品:990 PRO NVMe M.2(1TB) 三星 固态硬盘

    1925年,在德国维尔希茨的小镇街头,13岁的冯·布劳恩用6支特大焰火绑在滑板车上,点燃了导火索……44年后他让阿姆斯特朗登陆了月球,实现了“个人一小步,人类一大步”。每项伟大的创新,起初听起来都如同科幻电影一般疯狂,例如通过互联网足不出户就能购物、一个指令让AI帮你完成工作和娱乐,甚至汽车也能实现自动驾驶……而谁又能想到,实现这一切的竟然是以晶体管为基本运作单位的半导体技术。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    在早先,电子真空管统治着整个电子行业,为无线电、电话、电视、雷达等领域的发展奠定了基础,但它也存在诸多致命缺点,例如体积大、功耗高、寿命短、易受干扰等。世界上第一台计算机ENIAC使用了17468个电子管,平均一分钟就要更换一个,庞大体积占据三个房间,150kW的功率开机时整个小镇的灯都会变暗,还曾因一只飞蛾飞入电子管集群中导致运行出错,让“bug”一词成为了计算机用语。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    自从1947年晶体管诞生以来,电子行业发生了翻天覆地的变化。晶体管是最基本的半导体器件,它通过开关或放大信号来实现逻辑控制,将二进制系统中的数字信息转化为电信号。而更高的效能、更小的体积以及更高的稳定性,这些都是电子真空管无法比拟的优势,例如贝尔实验室在1955年推出的第一台晶体管计算机,只装载了800个晶体管,占地仅有3立方英尺,功率也只有100W,半导体自此也开始成为现代计算机的基础。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    为了实现更高的性能和更多的功能,需要大量的晶体管共同协作,这样就组成了集成电路,经过封装后就成为我们常见的各类芯片,例如电脑中的CPU、内存条上的DRAM和固态硬盘上的NAND等,计算机也随之进入了大规模/超大规模集成电路时代,性能提升同时体积也不断缩小,经过了几十年的发展,成就了大家所熟悉的笔记本电脑和智能手机。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    与此同时,5G、互联网的崛起使得云计算、大数据、AI、自动驾驶等应用对于高性能芯片更加依赖,例如智能驾驶芯片需要结合实时路况、车辆自身的续航情况进行分析,为汽车行驶提供正确的决策;而万物皆AI的时代,大模型的演化发展更需要AI芯片实现自主学习的能力。我们知道,芯片性能取决于内部晶体管数量,如何在较小的半导体晶片上制造出更多的晶体管?这就要减小晶体管栅极的宽度,也就是大家熟悉的半导体制程工艺。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    而提升半导体晶片的工艺制程极其考验半导体厂商的技术实力。早在1983年三星半导体拥有半导体全线工程技术,并成为世界上第三个VLSI半导体(超大规模集成电路)生产商。在2015年三星就开发了14nm的FinFet制造工艺,到了2022年三星量产了3nm的GAAFET制造工艺,芯片性能提升的同时功耗也大幅降低,例如三星应用在智能手机上的Exynos处理器晶体管数量已超过百亿,主频更经达到了2GHz以上。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    半导体对于计算机科技的贡献还体现在数据存储方面。在相当长一段时期,以硬盘为代表磁盘驱动器一直是PC和服务器的主力存储设备。2006年三星推出了首款搭载固态硬盘SSD的笔记本电脑,凭借无机械结构的可靠性、超出当时机械硬盘的性能,让业界广为震撼。固态硬盘由主控芯片、NAND FLASH存储芯片和缓存芯片组成,本质就是半导体芯片的集合。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    作为全球半导体头部品牌,三星半导体拥有先进的芯片制程工艺和设计能力,自1993年以来就在全球内存市场处于龙头地位,在SSD固态存储方面更具备全部芯片的自研自产能力,并打造出多款具有划时代意义的行业标杆产品,例如三星990 PRO固态硬盘,凭借7450MB/s和6900MB/s的读写速度以及高达1400K IOPS和1550K IOPS的随机性能,成为消费级PCIe Gen4固态硬盘。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    除了先进的技术,三星半导体在存储设备的创新方面也有独到之处。在2015年的CES,三星发布了名片大小的移动固态硬盘T1,自此开启了高速大容量移动存储时代。随后的T7系列更是各显其能,例如配备生物识别技术的T7 Touch和强调“三防”性能的T7 Shield;而最新上市的T9,配备USB3.2 Gen2x2 Type-C接口,读写速度提升至2000MB/s,甚至超越了稍早的PCIe NVMe固态硬盘,并兼容最新的iPhone15智能手机,还具备3米跌落防护。可以说,世界上的各种创新背后都有三星的NAND Flash,相同的NAND Flash技术适用于SSD、Portable SSD等三星B2C storage。

    三星半导体——用创新将梦想照进现实

    半导体芯片被誉为现代工业的“粮食”,也是现代科技“皇冠上的明珠”,而半导体工艺不断进化和升级,正在将人们的梦想一步步照进现实,而超前布局未来产业,提前研发的半导体工艺设计和技术将成为人们铸就梦想的基石,让我们拭目以待。

    02三星990 PRO NVMe M.2详细参数

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