中国5大芯片技术被“曝光” 台积电相当于被“合围” 尘埃落定

  因为众所周知的原因，现在大家对芯片已经了解了很多，起码对芯片制程工艺有了一个概念上的认识，了解到芯片性能的提升离不开使用更先进的制造工艺，所以EUV光刻机在近几年受到了全球的重视，但与此同时也埋下了一个不小的隐患，并且这个隐患慢慢的开始露头，成为各大芯片企业的顽疾。

  这个顽疾就是高出天际的成本，更先进的制造工艺诚然可以直接提升芯片性能，但是与成本相比，这个提升的幅度已经难以让人接受，这种情况其实从14纳米工艺开始就已经初露端倪，以苹果A9芯片为例，从A9到A15，横跨了6代芯片，但是平均性能提升只有16%，还有这次苹果新采用的A16芯片，其比A15在综合性能上只提升了14%，如果不考虑LPDDR5内存带来的作用，那么性能提升还会更低。

  但是A16芯片的成本却是A15芯片的2.4倍，这也是为什么苹果没有在iPhone14和Plus版本上采用A16的直接原因，可A16实际上依然采用的是5纳米工艺，N4只是5纳米的改良版，所以如果采用3纳米工艺的线倍。所以我们正真看到苹果本该在今年推出采用3纳米工艺芯片的产品，但是却没有一款产品采用。

  近日台积电还亲自宣布，其7纳米、6纳米工艺遭遇了大量砍单，这样的一种情况还会持续9个月，不过这是乐观的估计，因为台积电已经暂时放弃了扩建其高雄7纳米工厂的计划，反而要建设一座28纳米工厂，结合台积电之前宣布还要关闭4台EUV光刻机，由此可见先进工艺的高成本已经让各大芯片巨头，包括苹果在内都难以承担。

  因此整个业界都在寻找其他方法，即不使用先进工艺，仅采用价格低的成熟工艺也可以制造出性能强大芯片的方法，就在此时，我国5大芯片技术被“曝光”，可以说，这5大技术是对台积电的先进工艺形成了“合围”，几乎在每个方面都实现了替代，这种替代不仅是能够给大家提供更低廉的成本，而且功耗更低，性能还更强大。

  第一种就是存算一体技术，可能大家不知道，我们现在的计算结构，还是使用的半个多世纪前的冯诺依曼架构，这种架构存在一个非常大的弊病，就是内存的速度太慢了，导致芯片大部分时间其实都是在等待之中，在业界这被称之为内存墙。早期的芯片因为性能很低，所以内存的问题还不是很严重，但是随着芯片性能的增强，内存的速度却没有跟上，导致芯片有劲是不出。而存算一体是将内存与芯片一体化，芯片需要数据的时候不用还要到外部的内存去调用，可以让芯片的计算就没有空闲的时间，极大的提升了芯片的利用率。

  第二种就是异构集成技术，传统的芯片只有一种架构，以往的芯片需要计算的任务比较单一，没太多复杂多变的场景，但是如今已经大不相同，所以传统的单一架构就难以招架，而异构集成技术，就应该将不同架构的芯片都集成到一起，大家都是某个领域的专家，要处理哪个领域的任务，就调用这样的领域的专业芯片，所以效率同样大幅度提高，目前该技术已被美企重视，而我们已有了自己的标准。

  第三种就是硅光子技术，传统芯片的介质采用的是金属铜，之前采用的是铝，而硅光子技术则是用光子来替代铜成为介质，使得芯片之间的链接速度大幅度的提高，而且还能大幅度降低芯片的功耗，所以使用场景非常多，预计三年后，硅光子芯片的市场容量会有约4000亿人民币的市场当量，像华为在硅光子芯片上就已经成绩斐然。

  第四种就是采用新材料，我们大家都知道现在的芯片使用的材料是硅，原材料是沙子，也就是二氧化硅，但是这次我们推出的新材料是碳纳米管，原材料是二氧化碳，也就是我们大家可以把空气当做原材料，北京大学电子学院院长表示，碳纳米管芯片比硅芯片的性能提升成百上千倍，所以采用碳纳米管新材料，制造工艺可以再一次进行选择从90纳米开始，依然可以制造出性能强大的芯片，该技术已被北大在国际顶级期刊“新进功能材料”发表，仅目前的阶段所达到的效果，就已经是硅基芯片性能的近10倍。

  第五种就是SIP技术，所谓的SIP技术就是一种先进封装技术，以上我们从芯片的设计、制造环节纷纷推出了替代先进工艺的技术，而先进封装算是补上了最后一道环节，目前我们在先进封装领域成绩颇多，全球前三大芯片封装企业已经有中企出现，全球前十大芯片封装企业中企有8家，而我们的先进封装光刻机更是国际领先水平，并不依赖进口。

  所以我们综合看来，虽然先进工艺属于尖端技术，但是这种尖端技术并不受到市场的欢迎，从整个芯片市场来看，90%的芯片都不是使用先进工艺，而已经使用先进工艺的企业，也开始转而采用其他方法提升性能，而不是继续采用新工艺，例如苹果。就连ASML近日都表示，高NA将是最后一代NA，光刻技术或许已经走向终结，其给出这样一个观点的关键也是高成本。

  因此分析师就指出已经尘埃落定，先进工艺看似光鲜华丽，但是高成本问题已令企业难以承受，芯片设计企业付出了几倍的成本，性能却并没获得多少提升，先进工艺不具备太多的商业经济价值，就连苹果都选择了回避，一个5纳米的改良款工艺，都让苹果没有在新款iPhone14上全部采用，都让成本翻了2.4倍，那么以后的2纳米、1纳米呢？

  很显然，如果我们沿着别人已经走过的路继续走下去，那么只能是追赶，也几乎不可能弯道超车，但现在时代赋予了我们新的机会，我们也做好了准备，那么我们就能轻松实现换道超车，就像汽车产业一样，在燃油车时代我们是难以超越国际大厂的，但是汽车产业换代了，现在进入了电动汽车时代，因此我们的国产品牌迅速崛起，例如比亚迪慢慢的变成了全球乘用车和电动大巴的双料冠军。

  所以对于芯片上依然如此，我们的未来大有可期，我们不用等到量子芯片才换道超车，现在慢慢的开始。大家如果觉得说得在理，感谢给个点赞。