芯片制裁力度再次加大,国产AI芯片能否撑起中国AI行业发展?

看科技有铭程 2024-04-06 08:14:52

近日,美商务部发布了最新的芯片出口限制政策,再次升级了对华芯片出口限制,限制对象包括先进计算项目、超级计算机、半导体制造项目出口管控的更新、更正和说明。

这些政策是对之前限制政策的“查漏补缺”和“围追堵截”,它的目的就是要让中国更难获得AI芯片和半导体设备,政策将在4月4日正式发布执行。

限制英伟达、AMD AI芯片出口

我们都知道AI的重要性,号称是第四次工业革命,中美多国都在大力发展AI,同时也担心自己会落后对方。

但是处理此事的方式却大相径庭,中国计划加大自主研发,同时积极对外合作,以取得在AI领域的进展;而美国却选择了限制对手这条路。

在AI芯片领域,英伟达份额超过了90%,排在第一位,其次是AMD,位居第二。在性能方面,AMD硬件整体速度大约是英伟达的80%。

所以,这两家公司无一例外的都受到了“特殊照顾”,英伟达A100、H100、A800、H800均在限售名单中,AMD包括RX 7900XTX、7900XT、PROW7900和MI300也都列入了名单。

这些限制不仅适用于AI大模型,还适用于采用这些芯片的笔记本电脑,以限制我们在AI PC领域的发展。

并且,美商务部长雷蒙多还公开表示:只要英伟达研发出一款躲过限制的AI芯片,那么第二天我们就会把它禁掉。

尽管英伟达创始人黄仁勋称此举会大幅削弱美国本土芯片的竞争力,让对手在AI领域赢得更多的机会,但显然雷蒙多不相信这个观点。

半导体设备的限制

在半导体设备方面,限制同样在升级。

早在2018年,中国内地晶圆厂就支付数亿元定金,希望购买先进的EUV光刻机,但是在支付定金后,并没有拿到EUV光刻机,因为遭到了美国的阻拦。

此后,美、日、荷三国相继出台了半导体设备出口限制禁令,企图将中国芯片焊死在14nm领域。

这些规定限制我国购买用于制造16nm以下DRAM芯片;128层NAND闪存;14nm以下逻辑芯片的光刻机。

这真是麻绳专挑细处断啊!光刻机是芯片制造的核心设备,在芯片的制造过程中,光刻工艺耗时最多,工序最复杂,耗时占到芯片生产环节的50%左右,占芯片生产成本的1/3。

上图是简单的芯片木图理论,我们可以看出我国半导体设备中,代表光刻机的木板最短,这意味着国产光刻机技术最为薄弱。

90nm代表着国产光刻机的分辨率,代表机型为上海微电子的600系列光刻机,可以制造90nm的芯片,而最先进的光刻机由荷兰SAML制造,分辨率达到了8nm,可以生产1nm芯片。

差距之大可想而知。

1nm芯片有什么用呢?对于逻辑芯片来说意义并不大,因为无论是手机SoC、电脑CPU、超算CPU,5nm已经足够了,甚至7nm也不影响使用。

但是AI芯片则不同,它通过增加晶体管数量,增加HBM的容量和带宽,可以大幅提升其综合算力,最终实现更强大的AI能力。

所以,国产芯片能否崛起,能否逆袭超越,还要看国产光刻机发展如何。

国产光刻机落后是不争的事实,但是其发展速度也是有目共睹的。

目前,国产光刻机两种技术在同时发展。

第一种、浸润式光刻技术

国产28nm光刻机就是浸润式DUV光刻机,理论上可以制造28nm芯片,多重曝光后可以制造14nm芯片。

它旨在解决成熟领域的国产芯片,届时可以解决75%的应用领域,这些应用领域包括电源管理、图形传感器、WiFi应用、车规级芯片等等。

国产光刻机官方信息并不多,只在2022年,上海官媒称:上海微电子28nm光刻机获得重大突破,将会于2023年交付企业,同时也肯定了中芯国际、华虹半导体在芯片代工领域的进步。

相信待技术完全成熟、零部件全部实现国产化之后,国产28nm光刻机会和大家见面。

从消息来看,DUV光源由北京科益虹源打造;光学镜片由国望光学制造;浸没系统由浙江启尔机电制造。

第二种、EUV光刻技术

EUV光刻机主要应用在7nm以下芯片,包括先进的手机SoC、电脑CPU、超算芯片、AI芯片、自动驾驶芯片等。

EUV光刻机最关键的是要解决极紫外光源、光学镜头、双工作台等核心技术。

目前来看,极紫外光源系统被ASML(ASML通过收购Cymer公司实现)和德国通快掌握。

EUV光源系统拥有45万个零部件、400多个元器件、重约17吨、仅检查标准就多达1000多条,这还不包括模块和子模块额外的预检标准。

高功率CO2激光器产生的种子光,温度高达22万℃,比太阳表面的温度高30至40倍,还要通过500米的光路才能达到锡滴发生器。

种子光轰击锡滴产生的极紫外光,极易被吸收,甚至空气都能够吸收。所以需要极为精密的光学镜头,而这只有德国蔡司能够完成。

蔡司生产的光学镜头精密度可以达到普通浴室镜的100倍。

双工作台可以一边测量、一边制造,效率大大提升,当然需要更为精密的设备。

EUV光刻机报道就更少了,在2023年3月,ASML总裁温宁克访华时,官方背景的媒体报道:中科院院长视察了长春光机所,对国产EUV系统给予了高度肯定。

这条消息还刺激了温宁克,导致其大放厥词:中国研发先进光刻机,是破坏全球产业链,将导致全世界的芯片产业链陷入危机。

光刻机的双工作台,目前由华卓精科负责研发,背后由清华大学和华为提供技术支持。

很多人不相信中国会独立打造出光刻机,毕竟全世界没有任何国家做到过这件事,但这并不代表中国就不能实现。

光刻机虽然复杂,精密度极高,但也是人造的,不是神造的,想我泱泱华夏14亿人,人才不计其数,并且前赴后继。

在不断重视人才、利用人才、不断砸下资金后,即便是钢铁一样的城堡,也会被撕开一个口子。

有了先进的光刻机,就能够建造先进的芯片生产线,就可以制造先进的AI芯片。

至于设计端,华为、壁仞科技已经可以设计出接近、甚至超越英伟达H100的AI芯片,但苦于无法制造。

所以,国产AI芯片能否成功,能够撑起AI行业的发展,就看国产光刻机何时突破,何时量产。

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