外媒:从28纳米到14纳米 中国芯片加速进化

极客网·极客观察6月28日 据英国Verdict报道,放眼整个产业,只有一小部分下游5G应用需要比14纳米更强的芯片。目前以5G作为基础的“万物互联”正在形成,2030年之前将会演进出空间网络。到了2024年市场上将会有110亿企业物联网设备。在5G部署方面,中国比欧美至少领先2年,而且中国还在实验6G卫星。

报道称,中国芯片产业将重点放在28纳米及14纳米芯片上,28纳米相当于中端与高端的分界线。在未来一段时间里,中端与低端芯片仍然会占整个芯片销量的大多数。有时28纳米和更低端的芯片无法满足性能需求,此时就需要14纳米及20纳米技术。

在性能方面,14纳到7纳米的差距比14纳米到28纳米的差距要小,但14纳米的设计制造成本比7纳米高很多。举个例子,从速度与能耗的角度看,去年英特尔推出的14纳米Skylake台式机处理器与AMD 7纳米Ryzen并没有明显区别,只是7纳米芯片的制造成本低一些。

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中国28纳米生产提速

从去年开始,中芯国际已经开始扩大28纳米芯片产能。今年中芯国际28纳米芯片就会大规模量产,此举意义重大。到了明年,14纳米芯片也会扩充产能。不过中芯国际使用的制造设备仍然是ASML DUV光刻机,还有来自Applied Materials、LAM、东电的设备,在未来一段时间内仍会如此。

不过今年年末上海微电子开发的28纳米DUV光刻机预计将会投入使用,上海生产线将会开始生产48纳米、28纳米芯片,给物联网设备使用。在3月份举行的SEMICON 21展会上,上海微电子展示90纳米光刻机。据公司管理层透露,48纳米和28纳米光刻机的良率不够高,仍然面临挑战,但是上海微电子使用的技术避开了美国专利。

今年3月份,中芯国际终于买到价值10多亿美元的ASML DUV光刻机,之前谈判一直断断续续。迫于美国压力,AMSL无法向中芯国际出售EUV光刻机,如果想生产7纳米甚至更先进的芯片,中芯国际需要EUV光刻机。

ASML、英飞凌、意法半导体等企业对于美国干涉心有不满,但也无可奈何。在2030年之前,全球芯片制造产能将会大幅扩充,当中40%的扩充来自中国,对于ASML等企业来说这是一个机会,它们不愿意失去。美国生产设备供应商、EDA设计工具提供商也不愿放弃中国市场,有时中国营收占了公司营收的50%。

明年中芯国际将会大规模生产14纳米芯片,2023年进入7纳米制程。中芯国际已经用N+1技术开始小规模生产介于14纳米与7纳米之间的芯片。中国投资120亿美元扩建芯片厂,它的主要目标是生产28纳米芯片,但同时也关注14纳米和7纳米芯片,7纳米可能要到2024年才能量产。

国际竞争将更激烈

如果美国继续将核心半导体专利作为武器使用,中国为了反击,可能会向美国企业关闭中国市场,比如苹果,或者切断稀土、工业级电池材料的供应。International Business Strategies创始人、CEO Handel Jones说:“中国是战略大师。”中国芯片市场每年为美国贡献营收1000亿美元,创造工作职位15万个,也为美国企业提供相当一部分研发资金,放弃中国市场对美国也会造成伤害。

据预测,2030年之前全球半导体产业的规模将会扩大一倍还要多,营收达到1.4万亿美元,中国将会拿下其中60%。摩尔定律的拐点已经来临,中国可能会成为拐点之后的领导者。在5G、高铁、量子通信、AI大数据领域,中国已经借拐点追上甚至反超,芯片可能会成为下一个。

今年5月份,中国的IC产量达到历史最高,因为中国全力生产芯片。与去年5月相比,今年5月中国芯片的产量增加37.6%,达到299亿颗。今年前5月,中国生产芯片1399亿颗,同比增加48.3%。

虽然受到美国打压,华为资深副总裁Catherine Chen告诉媒体,华为会继续开发世界级半导体产品。海思有7000多名员工,未来很多年可能都无法贡献任何营收,但华为不会重组海思。

ASML CEO Peter Wennink认为,美国拒绝向华为提供高端芯片,此举无法阻止中国技术升级,而且还会伤害美国经济。Wennink参加线上会议时曾表示:“如果你认定存在经济风险,我相信用出口管制的方法无法管理这种风险。如果你拒绝中国获取技术,中国之外的经济体也会失去很多职位,损失很多收入。”

Wennink还说,如果没有外国技术,中国要开发出自己的半导体设备和技术的确需要很长时间,但中国是全球最大的芯片市场,外国企业也会失去这一市场。假设美国与中国半导体产业完全脱钩,美国营收会减少800-1000亿美元,会失去12.5万个职位。

日本的经验与教训

日本东电前董事长Tetsuro Higashi认为,如果想让日本半导体产业不落后于韩国、中国台湾,日本本财年至少要投入90亿美元,未来还要投入更多。Tetsuro Higashi告诉媒体:“东山再起决非易事,如果我们现在错失机会,就不会再有另外一个机会了。”

《财富》报道称,6月4日,日本经济贸易产业省强调要复兴本国芯片制造产业,它认为芯片制造与粮食、能源一样重要。此时此刻全球芯片缺货,日本企业受到影响,比如日产、本田。

90亿美元真的很多吗?不多,建一座芯片厂可能就要100亿美元。美国国会向本国芯片制造商提供520亿美元。中国未来6年将投入1.4万亿美元升级先进技术,包括芯片、AI、无人驾驶。韩国将在未来10年向芯片研发与生产投入4500亿美元。台湾台积电未来3年将投入1000亿美元。

1988年,日本占全球半导体销售的50%,现在已经降到10%。目前日本还有84座芯片工厂,比其它任何一个国家都要多,但只有极少的工厂生产高端芯片。日本工厂无法生产10纳米以下芯片,高端芯片主要被中国台湾、韩国垄断。现在日本使用的半导体约有64%需要进口。

二战之后,日本取代美国成为全球最大半导体生产国。日本半导体产业蓬勃发展,主要是因为日本消费电子产业增长迅猛,它为日本国内芯片公司创造了巨大的市场;而且日本电子公司是大型工业集团的一部分,相比美国竞争对手,日本企业容易拿到长期资金。

到了1980年代,美国芯片制造商向里根政府求助,它们抱怨说日本竞争对手向全球市场倾销芯片,日本采取不公平措施,将美国芯片在日本的市场份额压在10%之下。迫于美国压力,1986年日本妥协,同意对出售到美国的芯片做出限制,美国希望自己的芯片在5年内拿下日本20%市场。美日的冲突导致芯片短缺,最终给中国台湾、韩国制造商创造了机会。

现在中国半导体正在崛起。1995年中国占全球半导体进口的份额只有1%,到了2019年增至23%。不过中国高度依赖进口芯片。2020年,中国进口的半导体价值3500亿美元,今年一季度中国进口的IC价值940亿美元,同比增加34%。

从日本的历史可以看出,即使今天是半导体主导者,也绝不能自满。(小刀)

 

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