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中國「芯粒」突擊能否斬斷「卡脖子」繩索?

一名工人在上海舉辦的世界人工智能大會上檢查中國科技公司中科曙光展示的晶片和自主字樣的屏幕。(2023年7月5日)

美國最近宣佈投資50多億美元用於國內半導體產業的發展,這一新的巨額投資重點旨在加強技術研發,凸顯了美國竭力在新興技術研發領域保持領先的決心和緊迫感。

中國在傳統晶片技術領域後來居上的希望可能微乎其微,但在突破性的新興技術領域,中國目前正以石墨烯和量子晶片、軟件定義晶上系統以及芯粒(Chiplet)等幾條線路齊頭並進,其中兩年前還鮮有人問津的芯粒技術被認為可能代表了中國最為現實的希望。

靠芯粒挽救中國芯?

在晶片廠商製造能力已經逐漸逼近攻克1納米製程之際,芯粒技術被普遍認為具有在後摩爾定律時代支持持續增長的潛力。《麻省理工科技評論》將其選為2024年十大突破性技術之一。

中國雖無法購買、無力製造最強大的晶片,但可以利用這一技術將有能力製造的低級晶片像搭積木一樣地粘合在一起,造出接近、甚至超過遭禁晶片算力水平的晶片。

「與其製作一個大晶片,你可以製作一系列小晶片,然後將它們封裝在一起,在單獨的小晶片之間實現比兩個獨立晶片更快的互連。」喬治城大學(Georgetown University)安全與新興科技中心(Center for Security and Emerging Technologies)數據研究分析師雅各布·費爾德蓋斯(Jacob Feldgoise)對美國之音說,從商業角度來看,使用芯粒架構有很大的優勢,如果中國公司能夠設計出芯粒系統,「那麼就可能提供了一種繞過(美國)政府出口管制的途徑,但我沒有看到具體的證據,所以我認為我們仍在觀察。」

雖然理論上芯粒架構可以實現跨代式的飛躍,但費爾德蓋斯說,就目前來看該架構的跨代仍然有限,但是,今後會令中國跨越多少代則「是一個懸而未決的問題」。

芯粒開始倍受青睞

2021年初,新冠疫情仍在肆虐美國,矽谷的芯粒技術公司ZGlue在風險投資幾近枯竭的情況下面臨申請破產的命運,位於深圳的中國初創企業奇普樂晶片技術公司(Chipuller)即時出手,一舉買下了ZGlue握有的28項芯粒專利,至此開啟了中國大舉以芯粒突破「卡脖子」的歷程。

「中美競爭處於同一起跑線上。」奇普樂董事長楊猛在談到該技術時對路透社說。「在其他(晶片技術)方面,中國與美國、日本、韓國、台灣之間存在相當大的差距。」

「奇普樂所掌握的Chiplet技術,可以幫助任何有晶片需求的企業和個人,來解決『造芯難』的問題。」公司的官網說。

儘管中國股市最近一片低迷,但半導體板塊的一個分支—芯粒(Chiplet)概念股則屢創新高,在去年底以來已經兩次漲停之後,中國最大封裝測試企業之一華天科技的股票星期三再次因暴漲而暫時停盤。

根據中國科學報的報道,過去半年多的時間裏,芯粒半導體業公司倍受投資機構青睞,其中從事下一代通用芯粒及功能型芯粒的開發的初創公司北極雄芯(Polar Bear Tech)去年底在最新一輪的融資中又獲得了1億多元的投資,車載大算力芯粒研發廠商芯礪智能半年內獲得了近3億元天使輪及產業輪融資。

芯粒構架不但被認為可以提升晶片性能,而且還可大幅降低成本。

儘管中國被認為已經可以生產7納米晶片、甚至正在涉足5納米生產線,但被普遍懷疑成本過高,產品正品率很低。相對傳統晶片將所有組件集成在一塊矽片上,在芯粒的模塊模式下每個晶片體積小、功能專一,成本也因此而更低,失靈的可能性也更小。

中國封裝一環的相對優勢

如果說芯粒造芯在理論上可以在一定程度上繞過最先進的光刻機的話,這一技術也在製造流程的封裝領域提出了更大的挑戰,該架構的核心涉及大幅提高封裝密度。然而對中國來說,在晶片設計、製造和封裝測試三大環節中,製造一環壁壘重重,而封裝是一個相對較為有望迎頭趕上的環節,中國公司已經佔有全球38%的封裝市場。

綜合類證券公司民生證券在去年7月的一份報告中說,半導體封裝測試是半導體產業鏈中「我國最具國際競爭力的環節」。據中國的半導體行業信息平台艾邦半導體網的排名,在全球十大封測公司排名中,中國佔了五席。

為了維持美國在封裝一環的領先地位,白宮上星期在宣佈高達50億美元的投資計劃中再次強調了美國對封裝領域的投資,其中包括建立「國家先進封裝製造計劃」(National Advanced Packaging Manufacturing Program)。

白宮上星期在宣佈投資50多億美元用於國內半導體研發的事實說明中沒有提及中國,但分析人士普遍認為,這與美中兩國在晶片領域的競爭密不可分。

喬治城大學(Georgetown University)的費爾德蓋斯說,該計劃「本質上是試圖與製造一環聯繫起來,至少是圍繞芯粒和將不同晶片集成在一起的問題。」

華盛頓智庫國際與戰略研究中心貿易與技術項目主任艾米莉·本森(Emily Benson)說,該投資項目顯然與國家安全息息相關,美國認為中國先進的晶片可能會威脅到國家安全。她在接受美國之音電話採訪時說,「而且我們將在未來幾年繼續看到這種情況的發生,或者有(對中國)進一步的限制措施,或者是更多的行業鼓勵措施。」

責任編輯: 楚天  來源:VOA 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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