“芯片法案”到“四方联盟”,半导体芯片的国产替代之路还有多远

“芯片法案”到“四方联盟”,半导体芯片的国产替代之路还有多远,第1张

半导体芯片作为新一代信息技术的核心,它不仅是现代数字经济时代的基石,而且是能更快抓住新一轮产业和 科技 革命机遇的重要构件。 无论是日常生活的需要,还是国家 科技 水平的发展,都离不开指甲盖大小的芯片。 而半导体行业的发展高低,一定程度决定了国与国之间的竞争结果。

正是因为半导体芯片的重要性,美国一直在想方设法地遏制我国半导体芯片行业的发展。例如华为被无故制裁事件,例如光刻机被针对限制购买事件。 面对美国在芯片方面的“卡脖子”,我国一直深入科研,加大投入,追赶抢先。 眼看着我国半导体芯片的国产替代事业蒸蒸日上,美国方面又坐不住了,开始出来“作妖”。

据路透社消息,美国总统拜登于当地时间8月9日签署《芯片与科学法案》,用于补贴美国的半导体产业。值得注意的是,该法案明确要求 获得补贴的半导体企业,要在未来10年内禁止在大陆投资和新建或者扩建先进制程的半导体工厂。 这是美国针对我国特意制定的禁令,毫不夸张地说,该法案对我国半导体芯片行业的发展是充满了恶意。

不仅如此,早在今年3月份,美国就 以“牵制大陆半导体崛起”为目的,向韩国、日本和中国台湾地区提议出加入“芯片四方联盟”的半导体同盟构想 。不过让人意外的是,韩国方面这次并不想再为虎作祟。

韩国方面8月7号表示,韩国将 把“不刺激中国”作为协商原则与美国讨论半导体合作的必要性。 美国对此很不满意,已经要求韩国方面在8月31号之前答复是否加入该同盟。

值得一提的是,对于美国在半导体行业的无理修改规则,韩国并不是第一个不妥协的人,上一个明确拒绝美国的是ASML公司。

作为光刻机领域的佼佼者,ASML公司有着垄断行业的地位。受于华为事件的影响,美国对该公司有明令限制,就是最先进的EUV光刻机是不能卖给我们的。因为公司核心技术来自于美国,ASML也不得不从。但低端一点的DUV光刻机是可以自由正常出货。

据了解,仅仅是2022年的第一季度,我们就购买了20多台DUV光刻机, 中国市场成为了ASML公司在海外的最大客户。 这美国当然看不下去了,就想进一步让ASML公司限制DUV光刻机出货给我们。这相当于切断了ASML公司的赚钱财路,这一次 ASML对美国的无理要求也是直接表示了反对的态度。

无论是韩国方面,还是ASML公司,敢公然违背美国的意思,无不是看上了国内最大的市场,这也是我们半导体芯片行业最大的底气。 毕竟没了市场,产品再好也没有销路。

目前美国的半导体市场,就已经出现了堆压货物的情况。因为美国多次修改了芯片规则,美国芯片不能正常出货给大陆,导致了像 英特尔、高通这样的大厂商出现了严重的库存积压。 甚至一些厂商已经在折价处理,并呼吁我们能够帮助他们消耗一部分库存。

而在国内市场,除了7纳米以上的高端芯片仍需要购买,其它工艺的芯片早已经可以实现国产替代。面对国内这庞大的市场,国产替代因为成本低的优势,往往供不应求。

根据市场研究机构发布的《2022年第一季度全球十大晶圆厂营收排名及市场份额》显示, 中国三家芯片代工企业的营收增速最快。

这主要原因就在于国内市场需求十分大,而且国产替代的成本比较低,因此实现了较快营收增速。目前国内能量产的成熟工艺制程, 晶合集成的最先进工艺是65nm,上海华虹最先进也就28nm,而中芯国际能做到14nm。

而更先进工艺的芯片,国内最近也取得可观的成果。就在8月7日,芯原股份披露了其有可能成为全球第一批面向客户推出Chiplet商用产品的企业。让人欣慰的是,基于该技术的5nm系统级芯片,目前已经成功流片。这足以证明成功攻破5nm的难关也只是时间问题。

不过,最先进工艺的芯片,主要应用在日常生活中的智能手机、平板电脑等消费电子产品,目前在这方面的需求并不是很大。国内市场在 汽车 芯片上的需求更大,毕竟一台 汽车 包含了上千个精密芯片,而在这方面 我们国内的芯片厂商的成熟工艺完全有能力自给自足。

现在美国只能卡我们在先进工艺上的芯片,但这种伤敌一千自损八百的“卡脖子”方案,只会让美国更快失去它盟友对它的信心。例如韩国的犹豫不决和ASML公司的明确拒绝,以后这样的反对声音只会越来越多。

中西方在半导体行业的竞争已经趋于白热化,美国在这方面的权威日渐下降,而我们的市场让我们赢得更多的合作机会。彼 消此涨,我们的半导体行业得到了空前的快速发展。

正是我们在成熟工艺方面的高速发展让美国害怕了,让它把仅有的先进工艺芯片这一张牌握得越来越紧。 频繁出台针对我国半导体行业发展的相关文件,更加证明了 美国在半导体行业的黔驴技穷 。

虽然美帝打压我国半导体是吃了秤砣,铁了心肠的,但国内半导体芯片的发展已经势不可挡,坐拥着全球最大的市场,我们有底气有信心弯道超车。总的来说,未来可期。

让我们拭目以待。

全球大部分高端芯片技术一直被美国所掌握,而高通又是美国一家在全球知名的半导体领域的高 科技 公司,几乎全世界各个国家的高端芯片都是从高通这里购买的,高通负责业务拓展的副总裁孟朴,就曾经表示几乎大部分中国厂商,以及全球对高端芯片有需求的厂商都是高通的客户,比如华为就是高通在全球最大的客户之一,而如今则不一样了,联发科正式进军芯片高端市场,打造出4nm制程工艺的高端芯片,彻底让高通感受到了前所未有的压力,华为也许会因此而转向联发科,与联发科再次进行深度合作。

我们都知道,联发科早在之前就想进入高端市场,从而打造出寄予厚望的天玑1200系列芯片,然而无巧不成书,当年联发科旗下的旗舰芯片就被用在小米的低端手机之上,后来天玑1200系列芯片更是与高端市场无缘,被用在了华为的中端手机之上,导致联发科不得不降低芯片性能,推出天玑1100系列芯片,这是联发科专门为中端市场准备的芯片,可就在这个关键的时刻,美国突然宣布允许高通向华为供货,而华为为了使用更高端的芯片来满足市场需求从而与高通继续合作,导致联发科彻底失去了这个全球最大的客户。

然而如今联发科抢先高通一步,首发新一代天玑2000系列芯片,该芯片不仅基于4nm制程工艺进行支持,更是采用了X2核心以及全新的V9架构,可以说整体功耗表现十分稳健,并且在GPU性能和CPU性能上实现了再一次的突破,与高通的骁龙898芯片相比,完全可以说得上是有过之而无不及。更重要的是,这款芯片的价格,比高通的旗舰芯片还要更低,估计终端价格将会在3000左右浮动,也就是说用高通骁龙870芯片的价格就可以获得比骁龙898芯片还要更高的性能体验,这无疑可以称得上是当今世界上性价比最高的芯片之王。

骁龙898芯片的制程工艺是5nm级别的,而天玑2000系列芯片是基于4nm制程工艺,可以说这两者完全不在一个量级,众所周知,芯片的制程工艺主要取决于栅极的宽度,栅极的宽度每提升1nm,那其性能都有着飞越性的提升,如今用于生产高端芯片的半导体硅材料,其实早已经达到摩尔定律的极限,要想不断突破1nm的宽度可谓是难于登天,然而联发科这家全球半导体巨头却做到了,不仅超越了高通更是领先于台积电,不得不说联发科的实力真的越来越强大了。

确实如此,联发科早在5G技术诞生之初,就通过天玑1000系列芯片打开了全球市场,再加上当时华为芯片困境和国产手机的崛起,联发科收到了大量来自国内的订单,从而在芯片销量上一度超越了高通,虽然后来美国突然宣布允许高通向华为供货,导致联发科又有所落后,但是如今4nm高端芯片的横空出世,势必会抢占高通在高端芯片领域更多的订单,同时也会迎来与华为的再度合作,那联发科芯片再度打败高通,成为全球芯片销量第一的供应商,就不再是什么难事了。

然而却有人不认可这个说法,他们认为华为在高端手机领域并没有太多市场份额,一直以来华为走的都是中端发展路线,所以4nm对于华为来说实在是太奢侈了,如果华为采用4nm制程工艺的芯片,那手机的价格也势必会更高,消费者自然就买不起了,所以华为肯定会继续与高通合作,才能保持价格上的稳定性,从而在中端手机领域越走越好。但是有人却不这么认为,从2020年华为发布P40系列产品来看,正是为了抢夺5G新市场格局的高端手机产品,可以说华为内部高管抱有非常大的信心,早就进一步做好了冲击高端市场的战略布局,其中Pro PE版本正是面对全球高端机用户和数码发烧友量身制定的,更何况联发科4nm芯片的价格,比高通的旗舰芯片还要更低,其性价比也更具优势,那华为又有什么理由不与联发科再度合作呢?

随着芯片精密程度越来越高,全球在芯片制程方面的进步速度越来越慢,很多人在怀疑,是不是人类在芯片研发上已经遇到瓶颈了呢? 直到前几日 IBM宣布研制出了2nm的芯片 ,解开了人们的迷惑, 或许芯片的技术更新有一天会陷入停滞,但至少不是现在 ,在这一领域人类还有很大的进步空间。

虽然是全球最强的计算机企业,但事实上IBM早就出售了自己的芯片研发部门,退出了芯片市场的争夺。因此, IBM早就没有了独立研发2nm芯片的实力

那IBM 是怎么完成这一壮举的呢?

事实上, IBM虽然退出了芯片市场,但是对于芯片技术的研究却一直没有停止过 ,多年来IBM在芯片研发方面累积了很深的技术底蕴。不过 单凭IBM的一己之力是远远没有办法完成这一壮举的 ,于是IBM找来了AMD、三星、ASML以及之前被自己出售的GlobalFoundries, 在这些企业的通力合作下,IBM最终制造出了这一颗2nm的芯片。

IBM的成功更证明了老美的技术封锁是多么的可笑 ,在芯片领域许多企业都有各自的优势,如果能够将大家的优势集中在一起,人类将在芯片领域取得更大的成就。 而老美为了抢夺霸主地位,不惜牺牲全球的芯片事业,将这个市场割裂,这种行为是在阻碍全球芯片行业的发展,老美会演变成 历史 的罪人。

所谓2nm制程就是将芯片内部的电路直径缩小到2nm,这对于 科技 实力的要求非常高。 目前,全球范围内制造芯片所采取的技术以光刻为主,想要 将线路缩小至2nm就必须将轰击晶圆靶材的光束精度控制在2nm ,而要实现这一技术需要极强的技术实力。 目前,全球范围内还没有2nm的光刻机 ,所以想要制造出2nm芯片,只有通过5nm光刻机多次进行刻蚀,不断提高精度才能够完成。

由于技术复杂程度较高,对于精密度的要求较高,所以每一步的刻蚀都有很大概率失败。因此, 以目前的技术制造出2nm芯片非常不容易,但最终凭借着毅力IBM最终还是制造出了2nm芯片,这是一项令世人震惊的成就 。但是令人遗憾的是,由于技术方面限制, 目前我们还没有办法对2nm芯片进行量产,所以暂时我们还不能在市面上看到2nm芯片的产品出现。

但是 2nm芯片的问世对于我们来说,同样是意义非凡 。它 不仅证明了人类在芯片领域还有进步的空间 ,同时也 向我们展示了2nm芯片的强大实力 。如此一来, 人类在芯片技术领域的 探索 将更有斗志。

首先, 提高了线路的精密度 就意味着,同等大小的芯片上我们可以塞入更多的晶圆体,这也是目前人类提高芯片性能的主要方式。而2nm芯片的制造工艺,足以让我们在指甲盖大小的芯片中塞入500亿个晶圆体。也正是凭借这一工艺,使得2nm芯片相较于7nm芯片性能上提高了45%, 这种芯片不仅能应用在手机上,应用在航空、航天、军事领域都能够帮助国家迅速提升 科技 实力

更加令人兴奋的是,这一次IBM还采用了一种底部电介质隔离方案,这种制造工艺能够减少芯片内部线路电流泄露的问题,这一工艺能够帮助2nm芯片降低运行功耗和发热问题。目前,随着芯片制程越来越紧密,芯片的功耗问题越来越严重,其中骁龙888最为典型。造成这一现象比较重要的原因就是芯片的线路的电流泄漏问题,但由于线路过于紧密,所以这问题解决起来比较麻烦。

而这一次, IBM给大家提供了一种新的解决思路,未来芯片企业在解决这一问题时可以参考这种方式 。2nm给我们带来了很大的惊喜,让我们有动力去追求更先进的芯片技术,这一点是值得高兴的。

从IBM身上,我们看到了人类在芯片领域的进步空间。 但是,对于中国的芯片产业来说, IBM的进步会给中国造成更大的压力,因为它意味着中国与国外在芯片领域方面的技术劣势被再一次拉大 。如果中国不想在芯片领域输得更惨, 我们就必须加快前进的脚步,只有这样中国才能够赶得上老美的步伐 ,所以中国已经没有了放松警惕的可能, 我们必须不停地奔跑,不停地奋进,让自己不要落后太多。

全球第一颗2nm芯片诞生,刷新半导体芯片极限,IBM不愧是你

IBM推出全球首颗2nm芯片,性能提升功耗下降,巨头不愧是巨头


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