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散英魂寄千萬雄鷹翱翔神州,
盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。
01
前沿導讀
中微半導體董事長尹志堯先生早在十多年前的訪談中就已經指出:
國內第一大進口產品是芯片,每年都是上萬億的金額。我們只有10%可以自給,剩下90%需要進口,這種局面對于小國家是沒什么關系的,但是對于大國是不可能的。中國在未來將會成為全球經濟體,必須要有自己獨立的芯片工業體系。
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設想一下,芯片就相當于電力資源,如果全國停電的話,那么我們的國家會發生什么樣的情況。同樣的,如果全國芯片都停止工作,那么我們整個國家和企業的運營將會全部癱瘓。這就是芯片的重要性,它是一個重要且基礎的核心產品。
02
產業體系
根據世界半導體貿易組織(WSTS)的數據表示,2024年全球半導體市場規模達到了6430億美元,預計2025年的最終市場規模將會繼續擴大到6971億美元,同比增長將會呈現出10%以上的增長趨勢。
美國作為晶體管和集成電路的發明國,掌握了許多核心的芯片技術專利,擁有強大的先發優勢,這種優勢在近幾年當中被美國政府利用,作為遏制打壓發展中國家的科技武器。
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依靠英特爾,美國曾經占據了全球70%以上的芯片供應量。隨著產業的推進,亞洲地區的人力資源初步顯現,大量美國企業將產業鏈當中的高附加值環節把控在自己手里,將最后低附加值的制造環節離岸外包給了中國以及印度等地,將經濟效益發揮到最大。
這種離岸外包的好處是可以有效降低產業成本,提升利潤價值,但是壞處也很明顯,那就是自身的制造業落后嚴重,甚至是完全依賴于海外制造工廠。
根據產業數據顯示,美國巔峰時期占全球芯片制造業比重達到了37%,如今的占比卻不足12%,存在嚴重的產業空缺。
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而現在中國的芯片制造業強盛,全球超90%的先進芯片均由中國臺灣的臺積電制造,中國大陸也已經完成了國產7nm芯片的制造,正在向更先進的芯片發起技術沖鋒,并且國產制造設備在美國制裁期間也迎來了發展高峰期。
不管是前端的光刻機,還是中端的刻蝕機、薄膜沉積設備,又或者是最后端的封裝測試設備,均有相應的企業進行技術攻堅,朝著國產化供應鏈體系穩步推進。
根據集微網平臺的信息統計表示,中國大陸地區目前擁有23座12英寸大型晶圓工廠,預計在未來幾年內,該數量將會繼續增加到25座,其芯片月產能將會超過160萬片,成為國際層面的第一大晶圓供應商。
03
規模優勢
如今的中國,已經成為了全球第一大芯片制造國,在傳統的成熟芯片領域擁有著顯著的產業優勢。
1965年,美國英特爾創始人之一的戈登·摩爾根據自己的技術經驗發出預言:“芯片中晶體管的數量每年會翻番,半導體的性能和容量將以指數式增長。”
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這句話被整個行業內奉為產業發展的執行標準,該定律也被稱為摩爾定律。隨著芯片制造進入更加先進的nm制程階段,摩爾定律的趨勢放緩,基于創新芯片設計和制造模式的“超越摩爾定律”開始得到業界的認可。
超越摩爾,指的是在那些對于先進制程芯片需求不大的領域進行特定的傳統芯片設計。通過特定領域的應用需求,在芯片的性能、功耗、成本之間進行最優的匹配,以此成為產業發展的優先策略。
芯粒封裝(Chiplet)技術就是這一模式下的技術產物,實現了設計、制造、封裝一體化,將少量高成本、先進工藝的芯片與傳統的成熟芯片進行組合封裝,使其成為一種專用芯片,實現性能釋放與成本價格相持平。
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根據中國科學報所發布的專欄報告指出,芯粒技術在汽車領域大規模應用是大勢所趨。
由美國英偉達公司所設計的Xavier 芯片,就是采用芯粒技術專門為自動駕駛汽車所設計的專用芯片,其每年大約投入2000多人進行相應的技術開發。
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參考資料: 科學網—2024年: 芯粒“上車” 算力“破墻” https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2023/12/377467.shtm
臺積電的CoWoS封裝技術就是芯粒技術的一種,臺積電的研發副總裁蔣尚義曾在訪談中指出:華為早期的昇騰910芯片、鯤鵬服務器芯片均采用了臺積電的CoWoS技術,并且華為也是大陸第一家敢嘗試該技術的芯片設計公司。
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如今國內的研發機構與頭部企業已經在芯粒技術領域開始互連標準制定工作,計算所、華為等企業機構都在牽頭開展相關工作。
中國科學院計算機技術研究所研究員韓銀曾針對該技術表示:芯粒有可能催生出按照應用需求,通過混合堆疊和集成打造芯片級系統的新商業模式,甚至新業態。
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