在AI领域不断发展的当下,芯片的地位显得越来越重要,无论手机、电脑、电视、汽车、电动车,都离不开芯片的支持。
可以预见的是,未来只有掌握更加先进的芯片技术,才能让一个国家的科技不断腾飞。
世界各国在芯片领域投入了大量人力和财力,如今已经形成了鲜明的格局,那么我国在芯片领域究竟扮演着怎样的角色呢?
美国——擅长芯片设计美国作为芯片领域的第一大国,凭借先进的芯片设计能力独步全球,在电脑方面拥有英特尔、AMD、英伟达三家龙头企业,就算放到现在,几乎每个人的电脑上用的都是英特尔或者AMD的处理器,以及英伟达和AMD的显卡。
例如我用来码字的电脑,用的就是因特尔的6代i7处理器,采用的14纳米工艺,听说现在高端CPU芯片已经做到10-7纳米了。
纳米数越小,同样的面积能够塞下的晶体管数就越多,CPU的性能也就更加强大。
美国还拥有苹果和高通,能够设计先进的手机芯片,制作工艺甚至达到了3纳米,由此可见美国在芯片设计领域,确实拥有领先全球的实力。
但话又说回来了,就算芯片设计的再牛,生产不出来也是白搭,所以芯片的制造能力同样重要,那么谁的芯片制造业全球领先呢?答案就是中国台湾的台积电。
台积电——代工全球高端芯片台积电作为全球高端芯片代工商,拥有能够生产2纳米芯片的能力,几乎垄断了高端芯片代工领域,客户包括苹果、高通、英伟达、AMD、博通、联发科等各大公司。
参考资料:上观新闻2024年7月9日——台积电跻身万亿美元俱乐部背后:垄断高端芯片代工,华尔街继续看涨
美国商务部长雷蒙多曾在今年5月21日表示,美国高达92%的高端芯片,都是从台积电购买的,由此可见台积电的芯片制造能力有多么厉害。
台积电不仅有着成熟的7纳米制作工艺,而且突破了3纳米的技术瓶颈,并且接下了许多大订单,例如苹果A17仿生芯片,就是台积电代工的3纳米芯片。
除了苹果之外,英特尔、英伟达、AMD、高通、联发科等大公司,都将陆续采用台积电的3纳米芯片制作工艺,订单甚至排到了2026年,如果你以为3纳米就是极限的话那可就错了,台积电还拥有更为先进的2纳米制作工艺,目前正在积极推广商用。
通过台积电第一季度的数据可以看到,7纳米及以下制作工艺的出货量,占据总出货量的65%,随着3纳米甚至2纳米芯片的普及,这个数字或许会更高。
荷兰——出口高端光刻机俗话说好马配好鞍,台积电之所以能够生产出全球顶级的高端芯片,和先进的光刻机脱不开关系,在高端光刻机领域,荷兰的阿斯麦公司扮演着重要的角色。
阿斯麦公司作为全球最大的光刻机供应商,不仅拥有成熟的光刻机生产技术,还是全球唯一能够生产EUV极紫外线光刻机的公司。
参考资料:新浪财经2024年6月19日——从牛棚逆袭到科技圣殿:ASML的光刻机传奇
EUV光刻机作为人类科技工艺的巅峰产物,是生产7纳米以下芯片不可或缺的奢侈品,单台售价高达2亿美元,能够帮助人类在硅片上雕刻出纳米级的电子元件,是通往高端芯片领域不可或缺的入场券。
韩国——主攻存储随着AI浪潮的不断席卷下,芯片领域呈现出一片大好的趋势,同样身为半导体巨头的韩国三星以及海力士,也想过来分一杯羹,可芯片产业基本都被瓜分的差不多了,此时入场已经太晚了。
于是海力士就把目光转向了内存领域,毕竟再先进的AI也得需要内存支持,通过不断研究,海力士决定推出一款全新的HBM芯片。
该技术是将多个DDR内存芯片堆叠起来,然后和CPU封装到一起,实现了半导体技术小型化、集成化的发展方向,突破了内存容量和带宽瓶颈,被看做新一代高性能内存解决方案。
参考资料:新浪财经2024年6月11日——HBM4技术竞赛,进入白热化
HBM的出现,确实让海力士吃到了AI浪潮的红利,与此同时三星也不甘示弱,和海力士专攻HBM内存相比,三星的胃口明显大了许多,涉及的领域包括存储、芯片代工、AI芯片、AI平台等等。
那么问题来了,我国在芯片领域扮演着怎样的角色呢?
中国——主要生产中低端芯片由于美国连续多年对我国进行芯片打压,导致我国芯片行业发展缓慢,目前只能生产中低端芯片,制作工艺在10-28纳米,最主要的难题就是光刻机技术。
其实我国科技公司不乏优秀的芯片设计,例如华为,可没有高端光刻机就无法生产高端芯片,然而在美国的封锁和打压下,我国买不到高端光刻机,只能从荷兰进口低端光刻机先用着,生产的也都是些中低端芯片。
虽然比不上高端芯片的性能,利润也没有高端芯片可观,但这些中低端芯片应用的范围非常广,例如电动车、空调、洗衣机、冰箱等等。
那些科技巨头挤破了脑袋去争夺高端芯片市场,中低端芯片市场反而给我们带来了一个机会。
随着我国在中低端芯片市场的份额越来越大,已经积攒了许多经验和技术人才,如今只差临门一脚,突破7纳米芯片技术,到那时中国芯片必将响亮全球!
看到这里可能有人会问,既然高端芯片这么难造,我国有没有可能通过其他方式,实现弯道超车呢?
量子芯片其实除了传统硅晶芯片之外,还有一种计算处理方式,这就是未来芯片的发展方向之一的量子芯片。
这是一基于量子力学原理制作的芯片,工作方式和计算能力,是传统芯片无法比拟的,就好比去同一个地方,走路虽然能抵达,但骑摩托的速度更快效率更高。
目前量子芯片领域全球都处在同一个起跑线上,不存在所谓的技术封锁,我国在这方面已经取得了显著的成就。
参考资料:中国新闻网2024年4月25日——中国首颗超500比特超导量子计算芯片正式发布
2024年4月25日,中国发布了首颗504比特超导量子计算芯片,标志着我国量子芯片“骁鸿”,而这仅仅只是开始,目前中国量子创新院超导量子计算团队,正在研究性能更强的超导量子计算芯片。
相信总有一天,我国能够站在量子芯片的世界之巅!
文 | SH
编辑 | 青橘罐头
中国擅长创新!