近日,一枚核弹在大陆半导体产业引爆,波及企业者众多,稍有不慎,恐将遭遇洗牌出局的风险,多年积累付之一炬也不是没有可能。
一切的根源就是台积电宣布将暂停向中国大陆AI/GPU客户供应所有7nm及更先进工艺的芯片。在全球半导体产业格局中,台积电的一举一动都牵动着行业的神经,此次断供,对大陆半导体AI芯片从业者,尤其是初创算力芯片公司而言,一场风暴正在席卷而来。
雪上加霜的是,有传言称,三星同样受到美国禁令限制,向中国大陆客户发布相关通知,无法为提供此类晶圆代工服务。
由于台积电在全球晶圆代工领域一家独大,且主导全球先进工艺代工市场,7nm以下节点市场份额逾90%。目前大陆不少AI芯片公司均通过台积电流片,但今起已经拿不到产能,后续如果持续收紧,算力芯片格局恐将会进一步厘清。
与此同时,大陆半导体产业链也将因此产生连锁反应,各企业会进一步认识到半导体产业安全的重要性,将促使产业链上下游企业加强协同与合作,在产业链内部构建更加稳定、独立的协同机制,以保障长期的技术自主性。
先进制程受人掣肘,AI产业发展或被进一步“卡脖子”
在全球科技竞争日益激烈的今天,半导体产业作为信息技术的核心支柱,其重要性不言而喻。近年来,美国为保证自己在科技领域的绝对领先优势,不断打压中国大陆的科技发展。
一次次的调整,都是成体系的输出压力,尤其在AI/GPU等关键技术领域。在ChatGPT引发AI浪潮之后,美国通过限制对华芯片出口,来延缓中国在AI、高端制造等领域的发展速度,以维护其全球科技霸主地位。
这次美国商务部要求台积电将暂停向中国大陆AI/GPU客户供应所有7nm及更先进工艺的芯片,叠加台积电之前的“白手套”事件,特朗普胜选之后,美国商务部或将进一步封锁大陆的先进制程产能。
此举无疑会给中国大陆的AI产业发展带来巨大冲击,断供则意味着大陆AI企业将无法获得先进工艺的支持,从而限制大陆AI芯片的研发和生产能力的提升。最重要的是,这一系列的针对措施以及后续我们可以预见到的一些动作都将对大陆的AI和GPU公司不同程度的负面影响。
业内周知,7nm技术节点是半导体制造中的一个重要里程碑,目前被广泛用于AI、服务器和数据中心、图形芯片和移动设备等领域,其供应短缺,将使相关AI产品的研发和应用的推广按下暂停键,正在进行的AI项目可能因芯片短缺而延迟,甚至会面临流产的风险。
据悉,大陆AI芯片目前广泛使用的就是7nm工艺,包括百度、阿里在内的大型互联网科技公司,以及如寒武纪、壁仞科技、摩尔线程、天数智芯、燧原科技等AI芯片创业公司。
由于台积电在全球晶圆代工市场份额高达62%,其7nm及以下先进工艺市场份额更是超过90%,在晶圆代工领域具有显著优势。上述企业在AI、GPU和自动驾驶等领域的芯片研发中均使用的是台积电的7nm及更先进制程工艺,此次断供,将会对这些企业造成沉重打击。当务之急是需要快速找到替代工厂,鉴于芯片行业技术复杂性,供应链转移、磨合需要一个过程,短期将面临挑战。
值得注意的是,使用台积电7nm工艺的AI芯片在性能、能效等方面的优势是传统制程无法替代的,同时,这也是大陆AI企业没有被美国彻底拉开差距,并且在性能、产品功耗和速度等方面仍具有较高竞争力的原因之一。
然而,此次断供则意味着大陆企业将无法获得这一先进工艺的支持,迫使相关企业后续所研发新品直接面临性能下降的风险,从而限制了大陆AI芯片的研发和生产能力的提升。更重要的是,这一“护城河”一旦失去保护,可能导致相关企业的产品研发进度受阻,不仅业务前景面临较大的不确定,其市场份额也将面临激烈的重组压力。
自主可控势是被动行为,更是主动作为
现阶段,美国对中国大陆半导体管制的严格程度已经突破了传统实物管控的逻辑,不仅货物贸易受到严格限制,芯片投资、云计算租赁、人员交流等也被禁止。此次台积电断供,可以预见的是,即将出台的BIS新条款将会对管控进一步升级。
面对以上种种情形,加快国产替代进程已经迫在眉睫,实现自主可控成为必然趋势。虽然短期内大陆在既有芯片技术路线上很难实现突破,并且缺乏协同作战的横向整合能力,但是部分领域已经具备点的纵向突破能实力。
在设备领域,近年来国产半导体设备行业蓬勃发展,不少企业取得突破性进展,譬如北方华创、中微公司、华海清科、拓荆科技等,先后在刻蚀、PVD、CVD、CMP等领域取得卓越成就。
此外,随着芯片制造的国产化进程推进,国产材料企业也取得不俗成绩,沪硅产业、安集科技、南大广电、雅克科技等企业在大硅片、光刻胶、抛光液、特种气体等领域达到国际先进水平。
封测领域,长电科技、通富微电、华天科技均在全球前十大封装厂商之列,其中,长电科技排名第三,国内份额常年霸榜第一;通富微电是AMD 最大封测供应商,国内份额第二;华天科技芯片封装工艺领先。均有望在产业发展中获得更多业务机会。
还需要指出的是,在芯片领域,已经有公司实现了全面国产替代,分别是云天励飞、龙芯中科、龙腾半导体。
自成立以来,云天励飞便深耕边缘AI。根据云天励飞公开的信息,云天励飞研发的国内首颗基于国产工艺Chiplet系列化边缘AI芯片,从设计到封测全流程基于国产技术打造,是一颗真正意义上的国产芯片。
该芯片采用“算力积木”的理念,芯片可以像搭积木一样灵活组建和扩展。这是当前国产工艺下,能够灵活拓展算力,扩展芯片场景使用边界最理想的方案。据了解,该方案将标准计算单元封装成不同算力的芯片,通过增加或减少算力单元,可以轻松调整芯片的算力,从而覆盖从8TOPS到256TOPS的算力范围,满足大模型落地的个性化需求。
龙芯中科则主要致力于研发自主可控的CPU,已实现自主指令集架构LoongArch,并应用于国产PC、服务器等领域。龙芯CPU已在部分政府、金融、电力等行业实现了全国产化替代。
龙腾半导体是大陆功率半导体产业的领军企业,主导制定了超结功率MOSFET国家行业标准。其构建“应用+设计+工艺+材料+设备”融合创新的业务模式,通过自建生产线协同设计与制造,实现了功率半导体器件的全国产化生产。
写在最后
目前,大陆AI以及GPU供应链中有相当一部分供应商是来自于海外,就目前形势而言,在中美科技博弈的背景下,海外供应链势必进一步紧张。面对美国政府的强势打压和限制,大陆半导体产业必须更加坚定不移地走自主创新的道路。
一方面,产业链上下游需要加强协同作战的能力,推动企业间横向整合,搭建完整的产业链,形成产业协同效应,共同攻克技术难题,实现资源共享和优势互补。要想突破美国“卡脖子”,企业间交流、合作、抱团取暖至关重要。
另一方面,产业政策和相关引导基金的扶持必不可少,在政策和市场的双重推动下,大陆半导体产业才有望在技术层面取得突破,逐步缩小与国际先进水平的差距,实现自主可控。
