中国芯片产业落后早已不是什么秘密,中国大陆在芯片设计、封测领域表现亮眼,但在其他细分领域中占比颇低,受制于人的境况十分严峻。
国产芯片受制于人
在EDA工具、半导体IP、半导体设备、材料等芯片产业链上游,我国无一不被“卡脖子”。
而在中游的制造业,中国芯片生产能力也与市场地位严重不匹配;中国是全球最大的芯片市场,但在2020年中国芯片市场总量中,总部位于中国大陆企业所创造的产值仅占5.9%。
芯片是工业的“粮食”,实现芯片自主可控便是保障国家工业安全。但如今中国芯片产业依赖进口的境况,显然令人忧虑。那么,国产芯片是否有突围的可能性?答案是肯定的。
国产芯片后来居上有希望
如今,国产芯片受制于人的境况已经愈发受到关注,越来越多资本、人才、福利政策等涌入中国芯片产业。这推动国产芯片驶上快车道。同时,中国芯片市场16年稳居世界第一,庞大的消费市场给了中国企业足够的发展空间。国产替代化潮流,更是给了中国本土企业更多的机会。
更重要的是,我国正处在从摩尔时代到后摩尔时代的行业变革中,这给中国芯片产业巨大的机遇。
先简单科普一下摩尔定律:摩尔定律最初是被英特尔创始人戈登·摩尔在1965年提出的一个概念,核心内容为:在价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目每隔18-24个月便会增加一倍,性能也会提升一倍。
摩尔定律被奉为芯片行业的金科玉律,但在20nm时摩尔定律却宣告失效:28nm时100万晶体管价格为2.7美分,但到20nm时价格却上涨至2.9美分。这违背了摩尔定律最基本的条件,价格不变。
由此,后摩尔时代带来,旧的定律已经不符合芯片行业现状,芯片行业需要寻求新技术来推动芯片继续前行,中国有望借机实现赶超。
是挑战也是机遇
在6月9日的2021世界半导体大会上,中国工程院院士吴汉明阐述了后摩尔时代芯片制造的三大核心挑战,这对中国来说是挑战更是机遇。
一是,基础挑战:精密图形。
当波长远大于物理尺寸,分辨率便会异常模糊。当前芯片制造主要使用的工艺为,193nm波长光源曝光几十纳米图形,其未来发展将受到提欧战。
二是,核心挑战:新材料、新工艺。
原本的材料已经逐渐无法适应芯片发展的需要,为了继续推动芯片性能的提升,需要新材料的支撑。譬如,如今主流的硅基芯片想要进一步精细化十分困难,阻碍了芯片性能的提升,为此业界正在寻求一种新材料。
三是,终极挑战:提升良率。
良品率的提升十分困难,若是良品率不达标,在芯片制造过程中会产生大量的浪费,难以降低生产成本。由此来看,后摩尔时代的挑战颇多。
但在后摩尔时代,芯片研制难度与成本快速攀升,使得行业脚步放慢。而放缓的摩尔定律,对中国这样的追赶者来说,是一个难得的赶超机会。同时,后摩尔时代先进制程前进困难,成熟制程有望迸发出巨大的发展空间。
为此,中芯国际在以先进制程为发展方向的同时,也在积极发展先进封装,以应对后摩尔时代。同时,台积电的成熟制程占比也在增长。
写在最后
如今,中国芯片产业虽然还很落后,但若能抓住后摩尔时代的机遇,国产芯片便能够离自主可控更进一步,实现芯片领域的赶超。
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