01
前沿導讀
據荷蘭半導體觀察者馬克·海金克在《新鹿特丹商報》發佈的新聞指出,華為正在推動晶片設計的技術進步,並且還通過開源指令集RISC-V進行晶片設計工作,嘗試用這種開源技術的方法繞過美國X86指令集以及英國ARM指令集的限制。
中國企業在晶片設計上面找到了可替代的技術方法,但是中國晶片最大的瓶頸是缺乏先進的平板印刷工具——EUV光刻機,這是一個尚未被中國企業找到替代方案的技術工具。
02
替代方案
據《環球網》此前總結的發展方向指出,中國晶片產業主要有兩種發展模式:
第一種是高鐵模式,以海思、海光、飛騰為代表的企業,通過“引進—消化—吸收—再創新”的模式,研發出有競爭力的產品。
第二種是北斗模式,以龍芯為代表的企業,通過獨立建構自主技術體系、獨立建設產業生態來達到完全自主可控的技術目的。
這兩種模式都屬於中國晶片產業的發展思路,沒有對錯之分,而是形成互補。
華為多年前的mate60系列機型,其內部的麒麟9000S晶片在部分核心上面使用了華為自研的泰山架構,但是在指令集上面依然沒有脫離ARM。
也正是因為麒麟晶片相容ARM指令集,所以華為手機可以快速融入ARM技術的軟體生態當中,迅速盤活華為手機業務類股,讓華為在市場當中保持競爭力。
在使用自研泰山架構+ARM指令集之外,華為也在積極推動開源指令集架構RISC-V的晶片研發工作。
根據華為海思官方發佈的資料顯示,華為在MCU領域已經通過RISC-V設計了多款晶片,這些晶片被應用在了智能家電、電動交通工具、吹風機、按摩椅等眾多消費級產品當中,並且還有針對太陽能逆變器、便攜儲存能等面向工業設施的RISC-V晶片。
RISC-V屬於免費開放原始碼的指令集架構,與ARM這種精簡指令集架構存在相似點,但是產業生態無法達到ARM現在的成熟度。
而美國英特爾主導的X86架構屬於複雜指令集,其面向的高性能計算市場,例如個人電腦、移動工作站等。
雖然ARM公司的總部位於英國,但是其技術體系當中包含大量美國技術,產業生態也是被美國企業所主導,所以ARM與X86一樣,最新的架構指令集都會受到來自於美國政府的政策限制。
據《中科院半導體研究所》轉載的報導指出,推動RISC-V晶片發展,面對的問題就是生態與經濟成本。華為海思在物聯網領域少量採用RISC-V,但伺服器主力仍然是ARM指令集的鯤鵬。
全面轉向RISC-V,需要重建供應鏈體系、重新培訓工程師、重寫軟體生態的底層程式碼,其成本高昂,需要謹慎考慮。
03
裝置壁壘
在設計晶片的指令集架構上面嘗試開源技術的同時,光刻機的研發也在同步進行。
荷蘭半導體觀察者馬克·海金克指出,中國企業在EUV領域已經進行了多年技術研發,並且也申請了一些技術專利,但是ASML花費了15年左右的時間才能讓EUV光刻機運行起來製造晶片,這是光源技術與高精度工業裝置的相互作用,此前有競爭者已經因技術難度過大而選擇退出。
而中國企業的資源雄厚,正在竭盡全力去解決問題。
海金克在文章中說到的EUV競爭者,就是日本光學巨頭尼康。
尼康此前投入超過1000億日元來研發EUV技術,但是直到2018年都沒有拿出一台有效的原型機來試產晶片。而ASML在這個時期已經將量產級的EUV光刻機交付客戶準備製造7nm晶片,尼康根本沒有勝算,最終只能宣告EUV項目失敗。
在晶片的設計軟體、架構和指令集上面被封鎖,行業內都有特定的解決方案,並且中國本土企業的技術雖然不如國際水平先進,但是也具備一定的技術底蘊和市場規模。
而EUV光刻機的問題更為棘手,不但中國本土企業暫無商業化的技術裝置,甚至國際層面都已經被ASML這一家來自於荷蘭的寡頭企業進行壟斷,這是全球頂級資源共同推舉出來的技術成果,不是ASML一家企業能辦到的事情。
中國企業在被封鎖的背景下研究自主可控的EUV裝置,這無異於是踏入了技術無人區。
EUV光刻機本質上屬於尖端的消費級工業裝置,只要是工業裝置,總有製造方法和技術路徑,這對中國企業來說是一個具有挑戰性的工作。 (逍遙漠)
