中國晶片,無法摸著“摩爾定律”過河?

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中國晶片,無法摸著“摩爾定律”過河?

來源:糗事百科 釋出時間:2023-04-01 09:50

本文為紀念摩爾先生三篇原創文章的第二篇,全部內容見於馮錦鋒博士與蓋添怡女士合著《芯鏡》(2023年),如轉載或引用本文內容,請標明出處,謝謝!

英特爾聯合創始人、“摩爾定律”提出者戈登·摩爾

文 / 馮錦鋒

摩爾是一代傳奇。

摩爾定律則是傳奇中的傳奇。

半導體產業的原創者,需要去試探前行,探索的節奏,是每18個月同樣大小的芯片面積機能翻一倍(主要是裝置技術的迭代提高),這是“摩爾定律”的基本論斷。自1965年以來,摩爾定律一直支撐著處理器機能和本錢同步改進的不懈步伐。

半導體產業,假如從摩爾那個年代算起,是70多歲的白叟,該原創的都原創了。中國大陸是後來者,並不需要摸著石頭過河,理論上從未在摩爾定律的局中。這裡講的兩層意思,一是我們並非的拓荒者和原創者,沒有資格用摩爾定律來描述自己的提高;另一層意思,我們是在學習和複製別人的成熟工藝和路線,前行速度應該明顯快於原創者摸石頭的18個月翻倍效率。但,即使在2016年前美國尚未對中國進行先進裝置大規模禁運的數十年,我們也沒有比原創者的摩爾定律走的更快。

這是一個有趣的現象,也是一個讓人無奈而無語的現實。

一個重要原因在於,本來我們有望從350奈米開始,以小於18個月的節奏前進,但我們老是選擇直接切入世界其時最進步前輩的技術。

看看這些年的積體電路工業攙扶政策,都是對標全球最進步前輩水平的。咱們與半導體相關的政策引導檔案,曝光率比較高的詞彙有:“重大關鍵技術”、“關鍵技術”、“高階”、“樞紐材料”、“基礎軟體”、“樞紐應用系統”、“進步前輩技術標準”、“高效能”、“進步前輩工藝”、“高階晶片”、“前道先進裝置”、“高階裝置”、“核心軟體”、“核心零部件”、“28奈米及以下”、“線寬小於28奈米”、“XX億投資以上”等等。

聽起來也公道。半導體產業在全球範圍如斯成熟,比如數學學習,中國學生、荷蘭學生、德國學生、日本學生、美國學生,大家都是春秋相稱的成年人。區別在於,這些外國成年人完整地、系統地練習過小學、初中、高中、大學的數學;我們沒有,可能有過小學和初中零星的數學練習,但我們不怕,都是別人已經發明的產品、開發過的工藝,我們面對的是幾乎是開卷考試。開卷考試莫非不會?給你標準答案讓你直接用,你還不會?所以咱們固然沒有系統練習過小學數學和中學數學,但仍是自信滿滿地直奔高等數學開卷考試去了。

有一個小小的常識。

小學數學功底的青年人,是真的看不懂高等數學的謎底,大體上連問題也是看不懂的。我們固然都是成年人,但小學沒有上過,就被家長鼓勵直接去與隔壁家的學生進行大學高等數學競賽,至於欠缺的小學、初中、高中數學,則是預設學生們自己去按需自學補課……

這並不科學。

科學而理性的做法,是摒棄青年人系統練習小學數學課程很可恥的面子心態。考慮到成年人思維更成熟,給青年人依次練習小學、初中、高中,程序完全可以加速,完全不需要三個三年;類似於從6英寸開始攻關半導體裝置、材料和製造工藝,6-8-12英寸,肯定遠快於美國當年從6英寸到12英寸的進度。換句話說,如果20年前我們從積體電路的6英寸、8英寸裝置和材料開始鼓勵攻關,打下輕微紮實一些的底子,今天再看12英寸28奈米乃至10奈米的開卷考試試題,一定會順的多。

對高階的極度渴求,造成了欲速則不達的結果。

鼓勵8英寸成熟工藝並不可恥。

積體電路節點越小,越能代表著晶片技術的先進性。但除了邏輯晶片、儲存晶片極大地受益於小節點的進步前輩機能,其他型別的半導體,特別是模擬晶片、感測器、分立器件等半導體,都無法透過遷移到更小的節點來實現明顯的機能進步和本錢效益晉升。因此,今天的積體電路製造,仍舊分佈在廣泛的節點上,從5奈米的進步前輩節點到350奈米以上的傳統節點。事實上,自從英特爾2015年、臺積電2016年量產10奈米以來,全球2020年只有不到2%的產能位於10奈米以下節點。

旗幟鮮明向高處看齊、向最高技術靠攏的政策指向,對全社會大力開展積體電路攻關氛圍確實大有裨益。但,過於誇大“先進性”,會埋下工業各環節之間、工業環節內部欠缺均衡的隱患。包括但不限於:

1.  後進者直奔進步前輩工藝是拔苗助長

沒有8英寸前道光刻機,直奔12英寸前道光刻機。

沒有8英寸全本土生產線,直奔12英寸全國產化。

就像拼多多的最後一刀,看著特別近,實在遙不可及

正文前面說的,類似於小學初中數學沒學過,用只爭朝夕的精神,直奔大學高等數學而去。

2.  積體電路設計

每過一陣子就有企業釋出產品,要麼拳打英特爾、要麼腳踢英偉達,效能引數不超過世界冠軍同類產品50倍都不好意思釋出。幾年後卻又杳無影蹤,也不給世界冠軍來一次市場肉搏戰、來一次瑟瑟發抖或是發起跨境訴訟打壓的機會。

這些企業積極釋出這些並不成熟的“高階”產品為的是哪般?明面上,這是讓投資人乖乖地掏錢在高位融資接盤。本質上,仍是刻意迎合政府的政策導向,由於它們釋出的這些產品,都足夠高階、大氣、上檔次,都需要28奈米乃至7奈米、5奈米工藝出產,投政府所好。

然而,大家都有意無意地忽視了類似德州儀器這樣的“非進步前輩”晶片巨頭對國家和社會的戰略意義。美國這個世界第一強國,假如少了英特爾和英偉達,國防一定能夠轉得起來;但假如沒有了德州儀器,少了德州儀器多達四十萬種的模擬晶片,美國的海、陸、空、天大機率會癱瘓。這些晶片,幾乎都不需要28奈米,甚至不需要12英寸生產線,8英寸足夠、6英寸也能用。以訊號鏈晶片為例,基礎的晶片,但在國防、通訊、電網等無處不在,中國幾乎全部依靠入口。

海內模擬晶片國產替換完成了嗎?遠遠沒有。

海內產業政策有給過這些特別稀缺的“成熟工藝”“傳統工藝”類似CPU、GPU的優惠政策待遇嗎?好像也沒有。

3.  積體電路製造

筆者與新能源汽車行業人士交流,大家普遍反映今年的新能源汽車因為多半附加了智慧汽車屬性,對功率半導體、MCU、感測晶片的需求已遠超過10年前,均勻一輛新能源新車所用晶片,能消耗掉1張8英寸晶圓的產能。

2021年全世界電動汽車產量為399萬輛,其中中國產量為229萬輛。德國大眾計劃2023年在中國年產100萬輛電動汽車,上汽通用五菱的目標是2023年在中國製造和銷售100萬輛電動汽車……

這才兩家企業就200萬輛指標。我們做一個較為守舊的假定,2023年汽車企業在華計劃出產500萬輛電動汽車,那麼對應著500萬片8英寸晶圓製造產能,均勻到每個月是40萬片。

每月新增需求40萬片,這是一個不小的數字。中芯國際和華虹團體8英寸生產線加起來的保有產能,也只有每月60萬片左右,仍是過去20年不能新建產能的積累結果,並且一直是超負荷滿產中。

從哪裡去找來這每月40萬片8英寸的新增產能呢?

國際上沒有,海內也沒有。

這對我國裝置廠商和半導體材料廠商是利好。筆者以為,不能只關心12英寸進步前輩工藝,中國本土半導體廠商假如能搭成一條全國產化8寸線也是本事!國際裝置大廠由於產能有限、追逐單件產品毛利率考慮,基本上不產8英寸裝置了。據二手裝置經銷商Surplus Global表示,2018年就有2000臺8英寸裝置的需求,但市場上只有不超過500臺的供給,光刻機尤其稀缺。不少需求緊迫的客戶,不得不花高價採購二手裝置,甚至泛起了8英寸裝置比12英寸還貴、將12英寸裝置改造適配8英寸產線等現象。

近年來,全球每年半導體裝置支出已達到1000億美元水平,而其中8英寸裝置支出規模僅40億美元左右,不外是市場的“零頭”、“添頭”。專家們一看這數字反差,第一反應12英寸才是支援的方向。實在不盡然,這個數字反差是裝置市場供應的結果,而不是原因。

我們今天應該認真思考,高階發展雖然急迫,但夯實基礎、務實發展才是真的長久之計。

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本文為紀念摩爾先生三篇原創文章的第二篇,全部內容見於馮錦鋒博士與蓋添怡女士合著《芯鏡》(2023年),如轉載或引用本文內容,請標明出處,謝謝!

英特爾聯合創始人、“摩爾定律”提出者戈登·摩爾

文 / 馮錦鋒

摩爾是一代傳奇。

摩爾定律則是傳奇中的傳奇。

半導體產業的原創者,需要去試探前行,探索的節奏,是每18個月同樣大小的芯片面積機能翻一倍(主要是裝置技術的迭代提高),這是“摩爾定律”的基本論斷。自1965年以來,摩爾定律一直支撐著處理器機能和本錢同步改進的不懈步伐。

半導體產業,假如從摩爾那個年代算起,是70多歲的白叟,該原創的都原創了。中國大陸是後來者,並不需要摸著石頭過河,理論上從未在摩爾定律的局中。這裡講的兩層意思,一是我們並非的拓荒者和原創者,沒有資格用摩爾定律來描述自己的提高;另一層意思,我們是在學習和複製別人的成熟工藝和路線,前行速度應該明顯快於原創者摸石頭的18個月翻倍效率。但,即使在2016年前美國尚未對中國進行先進裝置大規模禁運的數十年,我們也沒有比原創者的摩爾定律走的更快。

這是一個有趣的現象,也是一個讓人無奈而無語的現實。

一個重要原因在於,本來我們有望從350奈米開始,以小於18個月的節奏前進,但我們老是選擇直接切入世界其時最進步前輩的技術。

看看這些年的積體電路工業攙扶政策,都是對標全球最進步前輩水平的。咱們與半導體相關的政策引導檔案,曝光率比較高的詞彙有:“重大關鍵技術”、“關鍵技術”、“高階”、“樞紐材料”、“基礎軟體”、“樞紐應用系統”、“進步前輩技術標準”、“高效能”、“進步前輩工藝”、“高階晶片”、“前道先進裝置”、“高階裝置”、“核心軟體”、“核心零部件”、“28奈米及以下”、“線寬小於28奈米”、“XX億投資以上”等等。

聽起來也公道。半導體產業在全球範圍如斯成熟,比如數學學習,中國學生、荷蘭學生、德國學生、日本學生、美國學生,大家都是春秋相稱的成年人。區別在於,這些外國成年人完整地、系統地練習過小學、初中、高中、大學的數學;我們沒有,可能有過小學和初中零星的數學練習,但我們不怕,都是別人已經發明的產品、開發過的工藝,我們面對的是幾乎是開卷考試。開卷考試莫非不會?給你標準答案讓你直接用,你還不會?所以咱們固然沒有系統練習過小學數學和中學數學,但仍是自信滿滿地直奔高等數學開卷考試去了。

有一個小小的常識。

小學數學功底的青年人,是真的看不懂高等數學的謎底,大體上連問題也是看不懂的。我們固然都是成年人,但小學沒有上過,就被家長鼓勵直接去與隔壁家的學生進行大學高等數學競賽,至於欠缺的小學、初中、高中數學,則是預設學生們自己去按需自學補課……

這並不科學。

科學而理性的做法,是摒棄青年人系統練習小學數學課程很可恥的面子心態。考慮到成年人思維更成熟,給青年人依次練習小學、初中、高中,程序完全可以加速,完全不需要三個三年;類似於從6英寸開始攻關半導體裝置、材料和製造工藝,6-8-12英寸,肯定遠快於美國當年從6英寸到12英寸的進度。換句話說,如果20年前我們從積體電路的6英寸、8英寸裝置和材料開始鼓勵攻關,打下輕微紮實一些的底子,今天再看12英寸28奈米乃至10奈米的開卷考試試題,一定會順的多。

對高階的極度渴求,造成了欲速則不達的結果。

鼓勵8英寸成熟工藝並不可恥。

積體電路節點越小,越能代表著晶片技術的先進性。但除了邏輯晶片、儲存晶片極大地受益於小節點的進步前輩機能,其他型別的半導體,特別是模擬晶片、感測器、分立器件等半導體,都無法透過遷移到更小的節點來實現明顯的機能進步和本錢效益晉升。因此,今天的積體電路製造,仍舊分佈在廣泛的節點上,從5奈米的進步前輩節點到350奈米以上的傳統節點。事實上,自從英特爾2015年、臺積電2016年量產10奈米以來,全球2020年只有不到2%的產能位於10奈米以下節點。

本文為紀念摩爾先生三篇原創文章的第二篇,全部內容見於馮錦鋒博士與蓋添怡女士合著《芯鏡》(2023年),如轉載或引用本文內容,請標明出處,謝謝!

英特爾聯合創始人、“摩爾定律”提出者戈登·摩爾

文 / 馮錦鋒

摩爾是一代傳奇。

摩爾定律則是傳奇中的傳奇。

半導體產業的原創者,需要去試探前行,探索的節奏,是每18個月同樣大小的芯片面積機能翻一倍(主要是裝置技術的迭代提高),這是“摩爾定律”的基本論斷。自1965年以來,摩爾定律一直支撐著處理器機能和本錢同步改進的不懈步伐。

半導體產業,假如從摩爾那個年代算起,是70多歲的白叟,該原創的都原創了。中國大陸是後來者,並不需要摸著石頭過河,理論上從未在摩爾定律的局中。這裡講的兩層意思,一是我們並非的拓荒者和原創者,沒有資格用摩爾定律來描述自己的提高;另一層意思,我們是在學習和複製別人的成熟工藝和路線,前行速度應該明顯快於原創者摸石頭的18個月翻倍效率。但,即使在2016年前美國尚未對中國進行先進裝置大規模禁運的數十年,我們也沒有比原創者的摩爾定律走的更快。

這是一個有趣的現象,也是一個讓人無奈而無語的現實。

一個重要原因在於,本來我們有望從350奈米開始,以小於18個月的節奏前進,但我們老是選擇直接切入世界其時最進步前輩的技術。

看看這些年的積體電路工業攙扶政策,都是對標全球最進步前輩水平的。咱們與半導體相關的政策引導檔案,曝光率比較高的詞彙有:“重大關鍵技術”、“關鍵技術”、“高階”、“樞紐材料”、“基礎軟體”、“樞紐應用系統”、“進步前輩技術標準”、“高效能”、“進步前輩工藝”、“高階晶片”、“前道先進裝置”、“高階裝置”、“核心軟體”、“核心零部件”、“28奈米及以下”、“線寬小於28奈米”、“XX億投資以上”等等。

聽起來也公道。半導體產業在全球範圍如斯成熟,比如數學學習,中國學生、荷蘭學生、德國學生、日本學生、美國學生,大家都是春秋相稱的成年人。區別在於,這些外國成年人完整地、系統地練習過小學、初中、高中、大學的數學;我們沒有,可能有過小學和初中零星的數學練習,但我們不怕,都是別人已經發明的產品、開發過的工藝,我們面對的是幾乎是開卷考試。開卷考試莫非不會?給你標準答案讓你直接用,你還不會?所以咱們固然沒有系統練習過小學數學和中學數學,但仍是自信滿滿地直奔高等數學開卷考試去了。

有一個小小的常識。

小學數學功底的青年人,是真的看不懂高等數學的謎底,大體上連問題也是看不懂的。我們固然都是成年人,但小學沒有上過,就被家長鼓勵直接去與隔壁家的學生進行大學高等數學競賽,至於欠缺的小學、初中、高中數學,則是預設學生們自己去按需自學補課……

這並不科學。

科學而理性的做法,是摒棄青年人系統練習小學數學課程很可恥的面子心態。考慮到成年人思維更成熟,給青年人依次練習小學、初中、高中,程序完全可以加速,完全不需要三個三年;類似於從6英寸開始攻關半導體裝置、材料和製造工藝,6-8-12英寸,肯定遠快於美國當年從6英寸到12英寸的進度。換句話說,如果20年前我們從積體電路的6英寸、8英寸裝置和材料開始鼓勵攻關,打下輕微紮實一些的底子,今天再看12英寸28奈米乃至10奈米的開卷考試試題,一定會順的多。

對高階的極度渴求,造成了欲速則不達的結果。

鼓勵8英寸成熟工藝並不可恥。

積體電路節點越小,越能代表著晶片技術的先進性。但除了邏輯晶片、儲存晶片極大地受益於小節點的進步前輩機能,其他型別的半導體,特別是模擬晶片、感測器、分立器件等半導體,都無法透過遷移到更小的節點來實現明顯的機能進步和本錢效益晉升。因此,今天的積體電路製造,仍舊分佈在廣泛的節點上,從5奈米的進步前輩節點到350奈米以上的傳統節點。事實上,自從英特爾2015年、臺積電2016年量產10奈米以來,全球2020年只有不到2%的產能位於10奈米以下節點。

本文為紀念摩爾先生三篇原創文章的第二篇,全部內容見於馮錦鋒博士與蓋添怡女士合著《芯鏡》(2023年),如轉載或引用本文內容,請標明出處,謝謝!

英特爾聯合創始人、“摩爾定律”提出者戈登·摩爾

文 / 馮錦鋒

摩爾是一代傳奇。

摩爾定律則是傳奇中的傳奇。

半導體產業的原創者,需要去試探前行,探索的節奏,是每18個月同樣大小的芯片面積機能翻一倍(主要是裝置技術的迭代提高),這是“摩爾定律”的基本論斷。自1965年以來,摩爾定律一直支撐著處理器機能和本錢同步改進的不懈步伐。

半導體產業,假如從摩爾那個年代算起,是70多歲的白叟,該原創的都原創了。中國大陸是後來者,並不需要摸著石頭過河,理論上從未在摩爾定律的局中。這裡講的兩層意思,一是我們並非的拓荒者和原創者,沒有資格用摩爾定律來描述自己的提高;另一層意思,我們是在學習和複製別人的成熟工藝和路線,前行速度應該明顯快於原創者摸石頭的18個月翻倍效率。但,即使在2016年前美國尚未對中國進行先進裝置大規模禁運的數十年,我們也沒有比原創者的摩爾定律走的更快。

這是一個有趣的現象,也是一個讓人無奈而無語的現實。

一個重要原因在於,本來我們有望從350奈米開始,以小於18個月的節奏前進,但我們老是選擇直接切入世界其時最進步前輩的技術。

看看這些年的積體電路工業攙扶政策,都是對標全球最進步前輩水平的。咱們與半導體相關的政策引導檔案,曝光率比較高的詞彙有:“重大關鍵技術”、“關鍵技術”、“高階”、“樞紐材料”、“基礎軟體”、“樞紐應用系統”、“進步前輩技術標準”、“高效能”、“進步前輩工藝”、“高階晶片”、“前道先進裝置”、“高階裝置”、“核心軟體”、“核心零部件”、“28奈米及以下”、“線寬小於28奈米”、“XX億投資以上”等等。

聽起來也公道。半導體產業在全球範圍如斯成熟,比如數學學習,中國學生、荷蘭學生、德國學生、日本學生、美國學生,大家都是春秋相稱的成年人。區別在於,這些外國成年人完整地、系統地練習過小學、初中、高中、大學的數學;我們沒有,可能有過小學和初中零星的數學練習,但我們不怕,都是別人已經發明的產品、開發過的工藝,我們面對的是幾乎是開卷考試。開卷考試莫非不會?給你標準答案讓你直接用,你還不會?所以咱們固然沒有系統練習過小學數學和中學數學,但仍是自信滿滿地直奔高等數學開卷考試去了。

有一個小小的常識。

小學數學功底的青年人,是真的看不懂高等數學的謎底,大體上連問題也是看不懂的。我們固然都是成年人,但小學沒有上過,就被家長鼓勵直接去與隔壁家的學生進行大學高等數學競賽,至於欠缺的小學、初中、高中數學,則是預設學生們自己去按需自學補課……

這並不科學。

科學而理性的做法,是摒棄青年人系統練習小學數學課程很可恥的面子心態。考慮到成年人思維更成熟,給青年人依次練習小學、初中、高中,程序完全可以加速,完全不需要三個三年;類似於從6英寸開始攻關半導體裝置、材料和製造工藝,6-8-12英寸,肯定遠快於美國當年從6英寸到12英寸的進度。換句話說,如果20年前我們從積體電路的6英寸、8英寸裝置和材料開始鼓勵攻關,打下輕微紮實一些的底子,今天再看12英寸28奈米乃至10奈米的開卷考試試題,一定會順的多。

對高階的極度渴求,造成了欲速則不達的結果。

鼓勵8英寸成熟工藝並不可恥。

積體電路節點越小,越能代表著晶片技術的先進性。但除了邏輯晶片、儲存晶片極大地受益於小節點的進步前輩機能,其他型別的半導體,特別是模擬晶片、感測器、分立器件等半導體,都無法透過遷移到更小的節點來實現明顯的機能進步和本錢效益晉升。因此,今天的積體電路製造,仍舊分佈在廣泛的節點上,從5奈米的進步前輩節點到350奈米以上的傳統節點。事實上,自從英特爾2015年、臺積電2016年量產10奈米以來,全球2020年只有不到2%的產能位於10奈米以下節點。

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