2024年,中国大陆的芯片制造能力,与台积电还有多大差距?中芯国际和华为正在联手打破封锁,实现了等效7nm的芯片制造

文摘   2024-11-19 07:55   河北  

点击蓝字 关注我们


散英魂寄千万雄鹰翱翔神州,

尽智魄载十亿慧芯呼唤华夏。


——《国务院给予江上舟同志挽联》


01

前沿导读

外国的媒体机构,对于台积电将要禁运中国大陆ai、GPU企业的7nm芯片供应这件事情,进行了分析判断。并且外国媒体还通过卫星地图,对大陆最大的晶圆制造企业中芯国际进行了“上帝视角”的观察,发现了中芯国际、华为、台积电之间的紧密联系。



02

AI芯片的制造

据外国媒体的技术分析,英伟达的H100、H20、B20这三款ai芯片,采用的是台积电的4N工艺制造,也就是台积电的4nm制程技术。

而华为的昇腾910B,采用了中芯国际的N+2工艺制造,等效制程工艺相当于7nm节点。910C采用了中芯国际的N+3工艺制造,等效制程工艺相当于6nm节点。

在初期的时候,由于中芯国际的N+工艺在良品率与制造成本的居高不下,无法满足华为对于ai集群的巨大需求。所以华为通过与比特大陆等国内的其他芯片设计企业合作,让其采购台积电的ai芯片然后交付给华为,以此来绕过美国和台积电的终端检查。

在美国对中国的芯片制造产业进行制裁之后,中国想要构建ai集群是非常困难的,但并不是没有机会。中国的ai超级计算机集群,是比较分散的,国内最大的ai集群,相当于美国集群的三分之一,但是如果将这些分散的集群集合起来,那么就有了与美国集群相制衡的机会。


03

中芯国际与华为联手破局

目前已知的信息是,华为的麒麟9000S芯片是中芯国际旗下的中芯南方,通过之前从ASML采购的浸润式光刻机,再加上梁孟松带来的Fin FET技术,通过多曝光的方式实现了等效7nm(N+2)工艺的芯片量产。

并且外国媒体也对中芯国际的Fin FET技术进行了拆解,发现了Fin FET技术下的沟道、栅极和漏极以及触点和较低金属层看起来相当干净。而低良品率的Fin FET技术,可不会这么干净。

而华为的昇腾910B,则是采用了更加隐秘、繁琐的制造方案。

中芯国际内部有两个大型的晶圆厂,一个负责先进制程、一个负责成熟制程,而先进制程的工厂则是不被美国允许给华为提供技术支持。

这两个工厂通过晶圆桥接器进行连接,这种自动化的高架轨道可以在彼此之间移动晶圆。并且外国部门通过卫星地图,已经锁定了这几个晶圆厂之间的联系。由于美国的禁令限制,所以这两个工厂才会被进行分割。

其中一座晶圆厂已经在美国上市,主要的研发目标就是ai领域的先进制程工艺。至于中芯国际到底有没有通过晶圆桥将先进的技术输送出去,没有人知道。

目前来说西方国家的出口管制,有效地减缓了中国的技术发展。中国大陆先进制程工艺的差距与台积电约为5年,中芯国际的N+2工艺在2023年出货,台积电的N5则是在2020年出货,N7工艺则是在2018年出货。

对于先进的SoC来说,特别是大型芯片HPC芯片的参数化良率很差。如果没有政府补贴,这些逻辑工厂在经济上是不可行的,但相对于中国历史上给予其他行业(如电动汽车,钢铁和太阳能)的补贴而言,所需的补贴规模很小。

在去年华为发布mate60系列的时候,外国机构TechInsights对其内部的麒麟9000S芯片进行了拆解。

根据拆解的图像显示,麒麟9000S的制程技术与台积电的第一代7nm技术、英特尔的第一代7nm技术非常相近,都是没有采用EUV技术进行的制造。

中芯国际通过梁孟松的加入,多年前掌握了Fin FET堆叠工艺。Fin FET技术的理论制造极限就是3nm,并且制程工艺涵盖了从14nm到3nm之间。用于14nm节点的制造设备,也可以用在7nm上面,只不过制造出来的产品,在能效和良品率上面,就没有EUV技术那么优秀了。

梁孟松也曾在财报会议上透露N+1、N+2代芯片工艺具体情况,相较于14nm芯片工艺,中芯国际最新一代N+1,芯片工艺的性能提高20%,功耗降低57%,逻辑面积减少63%,Soc面积减少55%。按照这样的参数水准,中芯国际的N+1芯片工艺已接近台积电7nm。

麒麟9000S在各种测试中的性能和功耗曲线,可以与高通的S888、S8G1相提并论。而且在芯片的射频方面,麒麟9000S使用的集成调制解调器与高通8G2的调制解调器是当时国际层面最好的。最重要的一点是,射频前端芯片也是国产的。

当在相同的IP上进行直接比较时,基于中芯国际N+2(7nm)工艺的麒麟9000S,内部的Arm A510小核心与2022年基于三星4LPX工艺的高通S8G1相差不大。

简而言之,麒麟9000S是一款由国内企业自主设计的芯片,性能和效果都是国内能达到的最高水平。即使受到美国的制裁,这也是一个领先的芯片。并且麒麟9000S是在无法使用EUV、无法使用尖端的美国IP、受到美国的故意阻碍的基础上研发出来的产品,这个技术含量相当高。


往期经典回顾:10万+阅读量


往期经典回顾:100万+阅读量


逍遥漠
主攻科技、数码领域原创图文。
 最新文章