韩国的第三代半导体破局之路

发布时间:2021-11-25 阅读量:

上世纪90年代,以美国为首的西方国家制定了《瓦森纳协定》,其实就是新的《巴黎统筹协议》,其目的就是在高端科技领域对我们加以限制,特别在半导体芯片,航空发动机,软件等领域。所以在半导体芯片的产业分工上,都是西方国家制定相关游戏规则,也是西方国家参与到产业链分工中去,而我们基本都被西方排除在外,其原因也是方方面面。如果我们要在芯片产业链上真正不受西方制裁,该如何破局?

一种方案就是另起炉灶,推出新型材料,从源头上不用硅基作为衬底,衍生出一系列产业,包括设备,材料,制造,EDA软件,测试。这是一个庞大的系统工程,需要更多的产业分工,同时也非常依赖一个国家强大的基础科学研究水平,其难度是不言而喻。目前看我们是比较难做出根本性改变的。回望上世纪50年代,苏联就推出了电子管的路线,而美国则主导半导体晶体管路线。电子管的优点就是抗噪声,抗辐射强,在军用,航天领域优势明显,然而缺点也很明显,难以大规模集成。而晶体管却刚好相反,随着工艺的进步,抗辐射,抗噪声等缺点都可以很好解决,最后胜出的就是晶体管了。随着晶体管的问世,摩尔定律成为半导体芯片发展的战略主导原则,从而也带来了数字化信息革命,有了芯片这个核心器件,人类很快进入到了互联网世界。

另一种方案就是融入到西方的半导体产业分工中去。半导体芯片是人类科技智慧的结晶,从产业分工上看,有半导体芯片制造,半导体芯片设计,以及半导体封装测试;从半导体芯片产业链来看,其涉及的产业链非常之广,从粗硅到晶圆,从光罩到离子刻蚀,离子注入,从基础ip到rtl级数字逻辑,从半导体材器件研究到模拟设计,从rtl逻辑到dc,再到apr,从模拟电路设计到layout,再到gds给工艺厂制造,制造完成后还需要封装测试;从产业链上的知识面来看,涉及到半导体材料学,光学,化学,计算机科学(cpu,gpu,npu等领域),数学等等;而从制造设备和原材料上看,需要高精度光刻机,离子刻蚀机,以及纯度为99.9999……%的Si晶圆,还有p,n,As等元素的掺杂。仔细梳理一下,以上相关的产业分工都集中在美国,欧洲,日韩这些国家和地区,我们在这些领域基本没有很强话语权,因为这些分工领域很少有我们直接参与,不是我们没有能力,也不是我们不想去做,而是美国设置了很多门槛,甚至动用政治手段尽可能将我们拒之门外。

在移动终端CPU领域,目前主流的做法都是采用SOC方式,不论是高通骁龙系列,还是联发科天玑系列、三星的Exynos系列,海思麒麟系列,这个SOC=CPU+GPU+ISP+BASEBAN,苹果A系列除外,因为苹果A系列都是外挂基带方式。在5G通信领域,移动终端CPU也会因为支持不同频带而有所不同,比如高通的865芯片因为要支持mm波段通信,其终端解决方案都是用外挂基带方式,而其750G又采用集成基带方案,但不支持mm波段。正所谓“生于忧患,死于安乐”,正是有高通这样强劲的对手,才能“鞭策”海思麒麟的进步。回顾一下海思半导体发展之路,回味一下麒麟芯片发展中所遇到的艰辛,从十年前的K3V2到现在的麒麟990,从默默无闻到令世人瞩目,只用了短短十年时间,这十年既是技术积累沉淀的十年,也是移动互联网蓬勃发展的十年。麒麟芯片之所以成功,一方面是公司高层熟知半导体产业的规则,具有更长远的战略眼光,大手笔请行业核心人物,不在乎一时之成败;而另一方面则是华为主动融入到西方主导半导体产业分工中,使用arm的cpu架构和gpu架构,台积电先进工艺制程,再加上华为自己也有硬实力,在通信基带上有自己的底层通信协议,又有多年通信技术的积累和沉淀,麒麟的成功似乎一点也不意外。然而随着特朗普上台,风向彻底变了,我们美好的半导体崛起之梦似乎戛然而止了。现在的美国,在贸易上对我们加征关税,同时在美国主导的半导体领域也使出浑身解数来限制我们发展半导体产业,比如从限制出售芯片给我们到动用政治手段禁止台积电给华为海思制造麒麟芯片。华为现在的窘境就是以美国为首的西方国家在半导体芯片分工领域想把我们彻底拒之门外,采用了“釜底抽薪”的方式来扼杀我们逐渐发展起来的半导体产业,表面看是在半导体芯片领域对我们“卡脖子”,实则更深层次的原因就是大国之间的博弈,也是修昔底德陷阱中难以避免的一环。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!在半导体芯片这条路上注定艰难而漫长,不会一蹴而就,更不可能一劳永逸。随着我们国家的崛起,我们也需要用开放的姿态主动融入到半导体芯片产业链分工中去,同时更要重视人才和基础科学研究,脚踏实地深耕耘于半导体产业中某一个环节,等我们的积累深度和广度都有了时,我们就有希望了。也许若干年以后,当我们在半导体产业链分工中某一个环节具有一定影响力和很强的话语权时,我们底气就更足了;当我们在半导体产业链中某一个环节打个喷嚏,整个半导体芯片交货都要延期。