中國芯片產業落后早已不是什么秘密,中國大陸在芯片設計、封測領域表現亮眼,但在其他細分領域中占比頗低,受制于人的境況十分嚴峻。
國產芯片受制于人
在EDA工具、半導體IP、半導體設備、材料等芯片產業鏈上游,我國無一不被“卡脖子”。
而在中游的制造業,中國芯片生產能力也與市場地位嚴重不匹配;中國是全球最大的芯片市場,但在2020年中國芯片市場總量中,總部位于中國大陸企業所創造的產值僅占5.9%。
芯片是工業的“糧食”,實現芯片自主可控便是保障國家工業安全。但如今中國芯片產業依賴進口的境況,顯然令人憂慮。那么,國產芯片是否有突圍的可能性?答案是肯定的。
國產芯片后來居上有希望
如今,國產芯片受制于人的境況已經愈發受到關注,越來越多資本、人才、福利政策等涌入中國芯片產業。這推動國產芯片駛上快車道。同時,中國芯片市場16年穩居世界第一,龐大的消費市場給了中國企業足夠的發展空間。國產替代化潮流,更是給了中國本土企業更多的機會。
更重要的是,我國正處在從摩爾時代到后摩爾時代的行業變革中,這給中國芯片產業巨大的機遇。
先簡單科普一下摩爾定律:摩爾定律最初是被英特爾創始人戈登·摩爾在1965年提出的一個概念,核心內容為:在價格不變時,集成電路上可容納的元器件數目每隔18-24個月便會增加一倍,性能也會提升一倍。
摩爾定律被奉為芯片行業的金科玉律,但在20nm時摩爾定律卻宣告失效:28nm時100萬晶體管價格為2.7美分,但到20nm時價格卻上漲至2.9美分。這違背了摩爾定律最基本的條件,價格不變。
由此,后摩爾時代帶來,舊的定律已經不符合芯片行業現狀,芯片行業需要尋求新技術來推動芯片繼續前行,中國有望借機實現趕超。
是挑戰也是機遇
在6月9日的2021世界半導體大會上,中國工程院院士吳漢明闡述了后摩爾時代芯片制造的三大核心挑戰,這對中國來說是挑戰更是機遇。
一是,基礎挑戰:精密圖形。
當波長遠大于物理尺寸,分辨率便會異常模糊。當前芯片制造主要使用的工藝為,193nm波長光源曝光幾十納米圖形,其未來發展將受到提歐戰。
二是,核心挑戰:新材料、新工藝。
原本的材料已經逐漸無法適應芯片發展的需要,為了繼續推動芯片性能的提升,需要新材料的支撐。譬如,如今主流的硅基芯片想要進一步精細化十分困難,阻礙了芯片性能的提升,為此業界正在尋求一種新材料。
三是,終極挑戰:提升良率。
良品率的提升十分困難,若是良品率不達標,在芯片制造過程中會產生大量的浪費,難以降低生產成本。由此來看,后摩爾時代的挑戰頗多。
但在后摩爾時代,芯片研制難度與成本快速攀升,使得行業腳步放慢。而放緩的摩爾定律,對中國這樣的追趕者來說,是一個難得的趕超機會。同時,后摩爾時代先進制程前進困難,成熟制程有望迸發出巨大的發展空間。
為此,中芯國際在以先進制程為發展方向的同時,也在積極發展先進封裝,以應對后摩爾時代。同時,臺積電的成熟制程占比也在增長。
寫在最后
如今,中國芯片產業雖然還很落后,但若能抓住后摩爾時代的機遇,國產芯片便能夠離自主可控更進一步,實現芯片領域的趕超。
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