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188比分:摩尔定律失效?硅基芯片已达性能极限,中国芯片的机会来了

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览潮网6月3日讯(记者  叶晨晖)据央视报道,近日针对美国单方面挑起贸易摩擦,工业和信息化部副部长王志军新闻媒体联合采访时指出,为了缓解我国对高科技芯片的需求,更为了彻底解决我国缺芯的不利局面,近年来我国下大力气发展芯片产业,尤其是民间资本不断涌入高科技领域,更为我国的芯片产业大发展注入了一股巨大的活力。

在深圳5G创新合作大会上,海思、紫光等国产芯片成为展会明星

我国芯片产业链已基本形成

中国信息通信研究院副总工程师史德年曾提到,我国高端手机处理器芯片设计能力已经达到全球领先水平,智能手机核心芯片的国产化率,从2014年的11.9%提升至2018年的23.6%。这里主要是华为海思的麒麟芯片。除此之外,智能手机屏幕的国产化率从2014年的26.2%提升至67.5%。

随着全球晶圆产业链的大转移,成为我国芯片产业大发展有力的保证。目前,我国已经拥有台积电(南京)、上海中芯南方、力晶、AOS重庆、德淮半导体等一大批以晶圆为主的芯片公司。可以说,我国已经基本形成了一条完善的芯片产业链,为芯片产业大发展提供了必要的技术和生产环境的支持。

在人才和技术方面,经过多年的积累和沉淀,我国涌现出诸如华为海思、紫光、豪威、北京智芯、华大半导体、中兴微、汇顶科技等十大芯片设计公司,尤其是海思半导体公司,更已经发展成为世界排名前五的芯片公司。在半导体设计领域,我国部分企业研发能力已达7纳米,中芯国际、华虹集团年销售额在国内位居前两位,28纳米先进工艺已量产,14纳米工艺研发基本完成。

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荷兰的ASML是世界上最为成功的光刻机制造公司,在全球处于绝对的垄断地位。

同时,近两年我国国产光刻机的水平跟全球光刻机领头羊荷兰ASML之间的差距正在逐步缩小。根据权威数据显示,我国研发的利用紫外线光源实现22nm分辨率的光刻机已经诞生,虽然工艺制程相较于世界领先的7nm有些落后,但这却代表着一个好的开始。这种光刻机的成功研制,令我国芯片技术的发展又向前迈出了一步。

高端技术和人才差距依然明显

尽管最近的华为事件让我们感受到国内企业在技术研发上的进步,不再像此前的中兴那样毫无缚鸡之力,但是和韩国、美国的顶尖技术相比,我们需要承认,代差依然存在,特别是在高端领域的核心技术和人才差距依然较为明显。

国内比较薄弱的是半导体设计及制造,尤其是半导体工艺,目前台积电、三星、Intel已经量产了10nm及7nm工艺,国内目前最先进的量产工艺还是28nm,14/12nm工艺尚未正式量产,差距至少有两三代,而高性能芯片更依赖先进工艺。

同时,芯片人才缺口问题也不容忽视。预计到2020年,我们国家的集成电路行业需要大量的人才,大概要在72万人左右,但是现在我们国家的人才存量只有40万人左右,缺口将会达到32万。

整个集成电路行业就是我们大制造业的一个缩影,在芯片研发领域要舍得花时间、花精力、花人才,只有这样,才能实现我们真正意义上的技术独立,不会因此被“突击”,我们才能真正的实现从制造业大国向制造业强国的转变。

处理器性能停滞或是中国的机会

自英特尔的联合创始人戈登•摩尔(Gordon Moore)于 1965 年经过观察称每隔 18~24 个月,集成电路上可容纳的元器件数目便会增加一倍,芯片的性能也会随之翻一番,以他名字命名的「摩尔定律」便成了几十年来半导体行业进步背后的金科玉律。

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摩尔定律在很大程度上主导了科技产品的迭代更新以及自我实现。

不过这一套几十年来一直管用的定律却也越来越显现出了其局限性,就连发现摩尔定律的英特尔自己,本应在 2016 年就推出其 10nm 工艺的处理器,然而事实上英特尔的 10nm 处理器已经连续跳票了 3 年直至今年。

主要原因在于随着工艺的提升,烧钱规模也成几何级增长。

从研发费用上看,从 65nm 2850 万美元的研发投入到 16nm 的 1.06 亿美元再到 5nm 的 5.42 亿美元,芯片越来越成为一场烧钱的游戏。

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据估算,到 3nm 芯片的时代,如此高昂的成本相较于性能的提升将从现在的 30% 下降至约 20%,这显然十分划不来,而且这样的投入还不一定能换来消费者的买单。

有人预言,在未来的5年左右,顶级处理器的性能提升会陷入停滞,此时就是国产芯片追赶的最好机会了,如果国产芯片可以率先进入下一个阶段,比如碳基芯片等,那么在未来弯道超车也不是不可能的。

或许,经过此轮芯片产业的大发展,我国将一举突破缺芯的历史,芯片从此不再“求人”。想要中国芯,这或许是最好的年代。

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