还记得前年那部让全网沸腾的华为Mate 60吗?它里面那颗国产的7nm芯片,可是实实在在打破了国外的技术封锁。不过,虽然这是一个重要的突破,但在大洋彼岸美国的智库,战略研究中心(CSIS)眼里,我们这个成就却根本不值得称道。
CSIS的专家称,我国的芯片技术一直停在了2023年,属于 “技术停滞”,这到底是怎么回事?中国芯片的真实处境究竟如何?
2019年5月,就在我国的科技巨头华为如日中天的时刻,美国政府忽然一纸“实体清单”,给华为套上了一把大锁,直接切断了它从美国公司购买关键芯片和技术的渠道。
当时华为手机使用的麒麟芯片,主要依赖像美国高通这样的供应商和像台积电这样使用美国技术的代工厂。仅仅一年多,华为引以为傲的手机业务遭遇重创,市场份额大幅下滑。
但这仅仅是个开始。美国的目标显然不只是华为。2020年12月,我国最大的芯片制造企业中芯国际也被列入制裁名单,被明确禁止获取用于10nm及以下芯片生产的美国设备和技术。
2022年7月,美国又拉拢荷兰和日本这两个拥有顶尖半导体设备制造商的盟友(特别是荷兰光刻机龙头ASML),组成了“联盟”,联手限制向中国出售能制造14nm以下先进芯片的设备。
其中最致命的一击,就是禁止ASML再向我国出售DUV光刻机。而光刻机是生产绝大多数高端芯片的核心设备。这一步,等于是想釜底抽薪,从根本上限制中国提升自身芯片制造水平的能力。
而到了2024年底,美国再次加码。12月初,美国商务部又公布了新的出口管制规定,一口气把130多家中国芯片的相关企业列入了制裁名单里,创下了历史纪录。
这份长长的名单,覆盖了从芯片设计软件(EDA工具),到关键设备制造商,再到先进存储芯片的众多环节。特别是对HBM内存和更先进的EDA工具的新增管制,意味着美国试图在人工智能芯片等前沿领域,对中国进行更彻底的“封杀”。
我国芯片的现状,情况有点像两条腿走路,但这两条腿迈的步子不太一样。先说那条被“卡住”的腿:芯片制造。
作为国内芯片制造的领头企业,中芯国际一直在持续努力。就在今年年初,他们通过技术创新,将国产7nm芯片的良品率从早期的30%-40%提升到了80%-90%。良率上去了,意味着成本能大幅下降,像华为手机现在能敞开供应,很大程度上就得益于此。
在2023年,华为Mate 60手机横空出世,里面那颗国产的7nm麒麟9000s芯片让很多人为之振奋。这确实是个了不起的突破。不过,制造这颗芯片的关键设备,光刻机,特别是最先进的EUV光刻机,依然是最大的瓶颈。
ASML的CEO曾直言,由于EUV出售限制,中国的芯片制造工艺整体上可能落后西方10到15年。这是当下的客观现实,目前我们自主可控的国产设备,主要支撑的还是14nm及以上的成熟制程,想要完全独立造出大规模、高良率的5nm、3nm芯片,确实还面临挑战。
然而,另一条腿“芯片设计”,却跑得相当快,甚至可以说是“突围”了。华为的麒麟9000s就是一个重要标志,它实现了上万个零部件的国产化。更令人惊讶的是,小米不久前高调发布了自主研发的玄戒O1芯片,这款产品竟然用上了业界领先的第二代3nm工艺技术!
这意味着在芯片设计的复杂度和先进性上,小米已经追平了国际顶尖水平。业内专家,曾就职于中芯国际张彬磊分析认为:假以时日,一旦我国解决了芯片制造的工艺难题,小米有望发展成为中国的高通。
这几年,面对美国的封锁,我国芯片产业并没有被动躺平,而是选择了一条更为务实的“双轨并行”发展路径。一方面在能掌控的成熟领域站稳脚跟,另一方面在尖端领域寻找迂回突破的可能。
首先,成熟工艺(28nm及以上)成了我们稳固的“主战场”。根据行业数据,2024年全球芯片市场里,成熟工艺的芯片占比高达75%!像汽车、家电、工业控制、乃至我们家里的智能设备,绝大部分用的都是这类芯片。
像在光伏发电这个新能源的关键领域,国产芯片已经基本实现了自给自足。这充分说明,在成熟制程上实现国产替代,不仅可行,而且市场巨大,能养活产业链,更能支撑起我们科技发展的基础需求。
当然,最前沿的先进制程(特别是7nm以下)上,是场硬仗。光刻机等核心设备的限制确实造成了瓶颈,但中国企业也在想各种办法“绕道走”。
比如,华为被报道在研发一种叫“SAQP”的技术,这是一种创新式的多重成像技术,其思路就是:能不能用稍次一级的DUV光刻机,通过更复杂的光刻步骤和工艺技巧,最终造出接近5nm水平的芯片?这就好比用更精巧的方法,弥补工具上的不足。
其他企业也在努力寻求突破。小米创始人雷军就曾透露,中国拥有规模庞大的芯片研发人才队伍。小米自身的芯片团队规模已超过2500人,并将持续努力培养和留住更多顶尖的芯片设计、制造及材料专家,以此作为支撑产业持续创新的根本动力。
当下,我们的芯片技术确实有差距,但绝非停滞不前。最顶尖的3nm,2nm工艺,我们现在还无法独立量产。可不能因此忽略那些扎实的进步,华为的国产7nm,小米设计出3nm芯片,中芯国际良率提升……这些都是实打实的破冰。
未来的路可能依然曲折,但绝对会迎来最终的光明。这场芯片突围战早就不局限于技术本身,更关乎整个产业链的韧性与智慧。给中国芯片一点时间,这场马拉松的终点线,我们终会并肩抵达。
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