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芯片“弯道超车”的王牌 可能要让大家失望了

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文/檀所长

芯片,最近又成了焦点。

从美国芯片法案,到国内“反腐风暴”,全球芯片行业正在经历新周期前的巨变。

就在这样的一个时间点上,一种叫做Chiplet(芯粒)的技术突然火了。

按照不少股民的说法,这一技术就是中国芯片弯道超车的“杀手锏”。国内券商机构也不乏看好的声音。


来源:澎湃新闻

而在拜登刚刚签署的芯片法案中,也写道:

“建议开发Chiplet平台,使初创公司和研究人员能够以更低的成本更快地进行创新。”

在这样的背景下,一批算是刚遭到美国打压的A股芯片企业,突然走出了“六亲不认的步伐”,最具代表性的当属8连板的大港股份。

那么Chiplet能成为芯片“弯道超车”的法宝吗?国产芯片该改变思路吗?


时代变了

粗略来说,Chiplet技术有点像拼积木,将几颗成熟制程的芯片通过拼装互联来实现接近先进制程芯片的性能。

再通俗点讲,就像把“4张3”放一起,我们就有一个“炸”。

只不过这“4张3”怎么放,其中大有学问。

而要进一步了解Chiplet,我们还得从芯片行业的发展历程说起。

对于全球芯片行业来说,除了目前面临着行业景气度下行的问题之外,还有一个更大未知数存在。

每次说到芯片的技术路线,摩尔定律总是一个绕不开的话题。

关于摩尔定律,目前较为普遍的说法是:

“1965年,英特尔创始人戈登·摩尔在撰写一篇报告时发现一个规律,即集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍。“

这个规律准确预言了此后芯片行业的发展节奏,因此成为了“定律”。


来源于芯东西报道

然而随着如今三星和台积电接连宣布将量产3nm芯片,摩尔定律已经有了放缓的迹象。

3nm芯片之后,芯片巨头们都已瞄准了2nm、1nm,可是再然后呢?

更重要的是,随之而来的成本增长更是让这个行业面临瓶颈。

美国电子行业战略咨询公司IBS首席执行官Handel Jones曾给出一组对比数据。

设计28nm芯片的平均成本为4000万美元,而相比之下,设计7nm芯片的成本为2.17亿美元,设计5nm芯片的成本为4.16亿美元,3nm设计更将耗资5.9亿美元。一般公司很难承受。

面对这样的局面,芯片行业屈指可数的几位头部玩家尚有余力,但对于其他企业来说,已经该考虑“后摩尔时代”的问题了。

放眼后摩尔时代,业内已经大致有了三个方向:

一、深度摩尔(More Moore),即继续尝试沿着摩尔定律的道路前进,但很可能只适用于个别头部玩家。 二、超越摩尔(More than Moore),即发展在先前摩尔定律演进过程中所未开发的部分,致力于特色工艺,探索更多可能。例如Chiplet、先进封装等。 三、新器件(Beyond CMOS),即探索在硅基CMOS遇到物理极限时所能倚重的新型器件,另辟蹊径寻找新材料。例如英特尔正在研发的MESO晶体管。

简单来说,Chiplet作为后摩尔时代衍生出来的一条技术路线,只能说是“超越摩尔”的一种可能性。未来究竟如何,还有诸多不确定性。


理论到现实 还有很远

对于国内芯片企业来说,理论上Chiplet技术有望大幅弥补在芯片技术上的差距。

然而,要将“4张3”有效组合成一个“炸”,并最终实现商用,目前还面临许多困难。

目前来看,Chiplet技术其实尚处于起步阶段,只有少数公司拥有开发这些产品的能力。

说白了,芯片始终是一个赢者通吃的行业,头部玩家为了保持竞争力,自然会在研发上拼尽全力。

包括Chiplet在内的各种技术路线,最强的很可能还是大家熟悉的那几家头部企业。

而目前这些头部芯片企业光顾着“切”自己设计的大芯片然后再“封”起来,只要自己说了算就行,并没有太多去和别家的Chiplet互联互通的紧迫性。

因此,Chiplet的可行性仍然受到片间互连的性能、可用性以及功耗和成本问题的限制。

各种异构芯片的互连接口和标准的设计在技术和市场竞争方面难以实现性能和灵活性间的平衡。

换句话说,理想的Chiplet或许是,“4张3”可能来自于四家不同的企业,根据下游需求各取所需,并通过协作互联来拼出那张“炸”。

结果现在的情况是,要么“4张3”都在头部玩家自己手里,相互之间都不通用;要么不同企业的那张“3”还有合适的办法实现高效的互联,起不到“炸”的效果。

Chiplet发展至今,业内一直在寻找一种“真正的互连”,以便在单个MCM(多芯片模块)中实现从裸片到裸片的通信,更好地完成数据存储、信号处理、数据处理等丰富的功能。

如何让裸片与裸片之间高速互联,是Chiplet技术落地的关键,也是全产业链目前的一大全新挑战。

更重要的是,想得再远一些,当“4张3”终于成了“炸”,这其中的成本、下游的应用情况又将会如何?

实用性、性价比等等,需要考虑的问题太多了。

芯片种类繁多,我国在部分领域其实已经有了一定的突破,而诸如CPU、5G芯片等品种才是我们真正被急需突破的领域。

Chiplet能不能在关键领域帮上忙,还是只能做一些锦上添花?目前似乎还看不到答案。


积极的一面

最后,既然对最近被寄予厚望的Chiplet泼了些冷水,那么再来说些积极的。

对于拜登刚刚签署的芯片法案,我们其实也不必过于悲观。

事物总是有其两面性。拜登签署芯片法案当天,美股芯片股暴跌,其实也反映出了市场的看法。

美方砸钱想要让芯片大厂加大在美建厂的力度,但是这笔账其实仍然需要好好算一算。

根据中国信息消费联盟理事长项立刚给出的数据:同样一座晶圆厂,在美国的建设时间要比中国多一年半以上,建设成本至少增加1/3,以后每年的运营和生产成本也要增加30%。

因此,对部分芯片厂商来说,如果只是想多拿一笔美方的补贴,并不会有很大动力。

我国如果能进一步提升自身优势,保证研发生产芯片的高效率、低成本,那么就有机会化解美国芯片法案这一步棋子。

总的来说,我们绝不能仅指望某一条技术路线来“拯救”国产芯片的技术差距,把基础打扎实,为行业发展营造更合理的土壤,或许更加务实。

这可能也是近期芯片行业并没有什么新政策优惠出台,而是在优先大力反腐的原因。

对于国产芯片,我们不如先放低期望,把务实先放在更重要的位置上。

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作者:檀所长编辑:始末

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