根据最新的统计信息ღღღ◈,2024年全球芯片制造设备销售额大幅增长ღღღ◈,创历史新高ღღღ◈。中国市场销售额暴增ღღღ◈,连续五年成为全球最大芯片设备市场ღღღ◈。中国台湾地区市场的销售额则大减ღღღ◈。根据日本半导体制造装置协会(SEAJ)上月10日公布的统计数据ღღღ◈,去年全球销售额高达1171.4亿(美元ღღღ◈,下同)ღღღ◈。其中ღღღ◈,中国市场销售额暴增35%至495.5亿ღღღ◈,韩国204.7亿ღღღ◈,中国台湾地区165.6亿ღღღ◈,北美136.9亿ღღღ◈,日本78.3亿ღღღ◈,欧洲48.5亿ღღღ◈。芯片市场需求涵盖全部未来产业ღღღ◈,并不单是通讯设备ღღღ◈、电动车和人工智能ღღღ◈。有关未来产业ღღღ◈,笔者早前已经介绍过ღღღ◈,可以翻查点新闻ღღღ◈。
中美之间现时的关税贸易战ღღღ◈,关键问题不在大宗商品和一般消费品(例如圣诞装饰ღღღ◈、礼品玩具ღღღ◈、衣服鞋袜)而是芯片ღღღ◈,因为关联到高端科技战ღღღ◈。特朗普现时主动求和ღღღ◈、希望对话ღღღ◈,中国的反应是“正在评估”ღღღ◈。关税贸易战牵连甚广ღღღ◈,笔者估计起码会拖到11月ღღღ◈,届时美国明年的中期选举开始热身ღღღ◈。时间在中国这边ღღღ◈,现正扩大先手ღღღ◈,运子取势ღღღ◈,在将要展开的谈判中布局(何时?未知嫁我网会员登录ღღღ◈。早晚会有)ღღღ◈,先取得较大的主导权ღღღ◈。这离不开芯片产业ღღღ◈。
笔者有好朋友ღღღ◈、港理大荣休教授李博士ღღღ◈,在芯片产业方面的观察堪称专家ღღღ◈。最近留意到有报道ღღღ◈,北大已开发出“无硅晶片”ღღღ◈,由彭海琳教授团队领导ღღღ◈,用一种新材料做出了不用硅的芯片ღღღ◈,性能起飞ღღღ◈,速度快40%ღღღ◈,功耗降10%ღღღ◈,达到1.2nmღღღ◈。中国的无硅芯一出ღღღ◈,全球芯片产业将要重写ღღღ◈。无硅芯片现在仍只在实验室阶段ღღღ◈,只能做出极少样本ღღღ◈,价钱10倍于硅芯片ღღღ◈,据说局部应用还未能全面取代硅芯片ღღღ◈。李教授告知ღღღ◈,华为现在想要攻克的仍然是硅芯片ღღღ◈,正努力解决以极短的紫外光光源进行刻光ღღღ◈,寻找新的高阶刻光方法ღღღ◈。美国或会首先开发出3nmღღღ◈,但当中国的7nm量产到成为白菜价之后ღღღ◈,和早前成熟芯片(28nm嫁我网会员登录必发888登录入口ღღღ◈,14nm)市场被中国攻克一样嫁我网会员登录ღღღ◈,世界芯片市场将会出现颠覆性改变ღღღ◈。
欧洲的芯片法规挨批ღღღ◈,原来漏洞百出ღღღ◈,还没想清楚已经匆匆推出ღღღ◈。现时欧洲大约30%的成熟芯片(14ღღღ◈、28nm)需求依靠从中国进口ღღღ◈,是因为美国近年对中国芯片技术的出口管制ღღღ◈,促使中国将战略重心转向成熟芯片市场ღღღ◈,进而改变全球供应链格局ღღღ◈。李教授认为ღღღ◈,中国的芯片创新技术如喷泉涌现ღღღ◈,再有10年和平发展环境ღღღ◈,有望阻吓美国对华发动战争ღღღ◈。中美各自拥有核武ღღღ◈,正常情况下ღღღ◈,战争不考虑热战ღღღ◈。因此ღღღ◈,无核武的战争将更不择手段ღღღ◈。
美国国会现时无力阻止特朗普的行为和言论ღღღ◈,被他以个人情绪和幻想妄图管治全球ღღღ◈。笔者认为ღღღ◈,高端科技战争谁胜谁负将有决定性的影响ღღღ◈,现时的关键是芯片战ღღღ◈。
究竟纳米芯片有多小?一纳米(nm)等于头发直径的大约6至12万分之一ღღღ◈。头发直径存在个体差异ღღღ◈,不同类型头发的直径各有不同嫁我网会员登录ღღღ◈。头发可分为粗发ღღღ◈、普通发和细发ღღღ◈。细发直径是 60 毫米(mm)ღღღ◈,1 纳米是 6 万分之一ღღღ◈。普通发直径是90 微米ღღღ◈,1 纳米是9万分之一ღღღ◈。粗发直径是120 微米ღღღ◈,1 纳米是12 万分之一必发888登录入口ღღღ◈。
纳米芯片的厚度视乎芯片类型ღღღ◈、应用场景和制造工艺ღღღ◈,各有不同ღღღ◈、因此存在差异ღღღ◈。二维(2D)半导体微处理器芯片的厚度不到1纳米ღღღ◈。用于破坏癌细胞繁殖的硅纳米芯片的厚度ღღღ◈,50到500纳米不等ღღღ◈。超薄带芯片(一般使用)的厚度达到1.4万至1.8万纳米ღღღ◈。石墨烯纳米芯片(电子应用)的厚度在1至5纳米之间ღღღ◈。
在芯片产业经常提及的例如3ღღღ◈、5ღღღ◈、14ღღღ◈、28nm芯片ღღღ◈,并非芯片的厚度ღღღ◈,而是芯片的制程工艺ღღღ◈,代表晶体管等元件的特征尺寸大小ღღღ◈。随着技术开发ღღღ◈,研究人员正尝试使用超薄二维材料《只有三个原子(atom)堆叠起来的厚度》来制造更强大的芯片必发888登录入口ღღღ◈。
纳米级芯片制程工艺的术语 : 纳米是指晶体管栅极的最小线宽ღღღ◈。这一数值越小ღღღ◈,代表晶体管的尺寸越小ღღღ◈,单位面积可集成的晶体管的数量越多ღღღ◈。例如ღღღ◈,10nm工艺的芯片每平方微米(μm)可容纳大约1亿个晶体管必发888登录入口ღღღ◈,5nm工艺的芯片可达3亿个ღღღ◈,并非简单的正比例ღღღ◈,也不是一般的指数函数比例ღღღ◈。
芯片制程从早期的微米级(例如0.5μm)逐步发展到纳米级(例如28nm)ღღღ◈,再到当前主流的5nmღღღ◈,以至前沿的3nm芯片工艺ღღღ◈,这些飞跃性的进步推动了计算性能以指数函数级快速提升ღღღ◈。
纳米芯片的技术竞争优势究竟在哪里?主要是三方面 : 性能嫁我网会员登录ღღღ◈、功耗和集成度ღღღ◈。为了达到更高性能ღღღ◈,更小的晶体管间距可以缩短电子传输路径ღღღ◈,从而提升运算速度ღღღ◈。例如5nm芯片比7nm芯片的性能可以提升大约15%ღღღ◈。为了达到更低功耗ღღღ◈,纳米级晶体管的开关速度越快ღღღ◈,越能够降低功耗(5nm比7nm降低30%以上)ღღღ◈,可以显著地延长移动设备的续航时间ღღღ◈。为了达到
更强集成度ღღღ◈,通过纳米光刻技术和自动组装工艺ღღღ◈,可以在芯片上实现复杂的三维结构ღღღ◈,支持AI计算的高性能需求ღღღ◈。
纳米芯片的应用领域涵盖智能手机ღღღ◈、数据中心ღღღ◈、自动驾驶及 AI医疗等领域ღღღ◈,关键是依赖纳米芯片的高能效特性ღღღ◈。现时的前沿发展方向是探索 1nm以下的芯片制程工艺ღღღ◈,结合新型非硅材料(例如本文上面提及的二维半导体)突破物理的“三维极限”ღღღ◈,催生量子芯片的新一代技术ღღღ◈。一旦中国最早研发出来并量产应用ღღღ◈,将会把竞争者远远抛在脑后(包括台积电)必发888登录入口ღღღ◈。
最后要提到的是ღღღ◈,纳米数(从1nm到28nm)并不是芯片的唯一性能指标ღღღ◈,芯片架构(如ARM与x86之间的差异)和材料创新(如硅基与碳基之间的应用)同样关键ღღღ◈。本文已太长ღღღ◈,其他有关中美芯片战争的情况ღღღ◈,下周如有时间ღღღ◈,笔者继续分析ღღღ◈。
总而言之ღღღ◈,现时中美之间的关税贸易战并不简单必发888登录入口ღღღ◈,牵连甚广ღღღ◈。别的不说ღღღ◈,除了芯片技术管制之外ღღღ◈,或会影响国际航道港口运营权的竞争ღღღ◈,中欧相互开放市场的安排ღღღ◈,甚至台积电迁美的前途命运ღღღ◈;值得高度关注ღღღ◈。必发bf88唯一官网登录ღღღ◈,必发·bifa(中国集团)唯一官方网站ღღღ◈。晶片进程ღღღ◈!必发888ღღღ◈,必发·bifaღღღ◈,