3月28日,在博鳌亚洲论坛“产业链供应链新格局”分论坛上,北京大学国家发展研究院院长姚洋对“半导体芯片发展的问题”发表了自己的意见。他表示,芯片迭代非常快,电子芯片在物理意义上到头了,下一步新的技术一定是光子芯片。

姚洋院长认为:台积电下一步是3纳米芯片,再往后是2纳米芯片,物理意义上到头了,没得发展。光子芯片五年之内GPU实现商业化,十年之内CPU实现商业化,那就意味着电子芯片被淘汰掉了。

他强调,老美在芯片上的做法,事实上是搬起石头砸自己脚。老美投入这么大的精力还去搞电子芯片,未来,美芯很有可能会被淘汰掉。

这一切会如姚洋院长所说的那样么?

这一切会如姚洋院长所说的那样么?

首先,姚洋院长说的电子芯片在物理意义上到头了,这一点毋庸置疑。

在后摩尔时代下,芯片技术发展已然到了一个瓶颈期,单个晶体管的成本不降反升,性能提升也逐渐趋缓。因为,先进工艺驱动芯片持续微缩的同时,也导致了所需成本指数级增长、开发周期拉长、良率下降,盈利风险明显升高。

比如,PC芯片巨头英特尔和移动芯片巨头高通,近年来也都开始“挤牙膏”式发布新品;台积电和三星的3nm也因成本高、良率低等问题,一直未能获得多少客户订单。

2nm及以下的先进工艺芯片,先不说开发周期和良率问题,单单这个指数级的成本增长,又能有多少客户愿意买单?所以,说传统电子芯片已经到了极限,这话不假。

其次,对于“下一步一定是光子芯片”这个说法,或许并不全面。

事实上,传统的硅基芯片接近极限后,国内外就一直寻找新技术、新材料去支撑芯片研发继续前进。因此,也有不少新的芯片技术有了一定的成果,其中不乏有:碳基芯片、量子芯片、光子芯片等,以及chiplet技术、芯片叠加技术等。

第一个要说的是碳基芯片

IEEE早在2021年就确定它为下一代芯片时代的主流技术,并确定2nm新材料是石墨烯。碳基半导体具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势,是取代传统硅基芯片的极佳选择。

因此,这也会是一项不错的替代技术,也有可能未来一段时间内,会以它为主流。

第二个就是量子芯片

虽然说量子科技应用范围还不广泛,但是,国内首条量子芯片生产线已经问世,说明,这项芯片技术也是值得深入研究开发的。说不定,未来哪一天,量子芯片也会成为一种主流,还不需要光刻机设备。

第三个chiplet+芯片叠加技术

小芯片也是芯片界众多厂商研究的重点对象。因为,它是一种芯片“模块化”的设计方法,也是异构集成的封装技术,就好比搭积木一样,通过一组小芯片混搭成“类乐高”的组件。

再搭配上芯片叠加技术,用几个不那么先进的芯片,堆叠出高性能的芯片,在一定程度上降低成本、周期以及提升良率。所以,这个也是研究的一个大方向,很多半导体企业都已布局该领域。

所以说,未来可供选择的新技术、新材料有不少,而且各自都有自身的优势,指不定哪一个下一步就是主流技术。

最后,姚院长说美芯很有可能会被淘汰掉,这一点没问题,笔者甚至认为真有可能。

近年来,老美为了“打趴”别人,毅然决然地选择放弃“全球化”。但是,事实上全球化所带来的红利仍然在,只是它自己先放弃了。

这样一来,虽然短期内给别人造成麻烦,但更多的是给自己带来重大损失。数据显示,2022年,美芯大厂可谓出现了集体性“雪崩”,包括高通、英特尔、AMD等巨头均遭遇“股价暴跌、业绩不及预期”的双重打击。

正如姚院长所说的一样,老美是搬起石头砸自己的脚,这样做只有退步没有进步。

另外一方面,老美一心搞“美芯制造”,却花费大力气在传统电子芯片身上,又是芯片补贴,又是建立技术联盟搞壁垒。所有精力都用在老路子上,那么必然会在新路子里跑得比别人慢,在新材料和技术领域变得落后。

做个总结

做个总结

如此看来,老美花费了大量精力、歪心思,去重振传统的电子芯片的地位,不仅得不到很好的回报,还有可能使得美芯到最后被淘汰掉。只不过,下一步的新技术,会不会是光子芯片呢?笔者认为可能不全是。

你认为下一代芯片技术会是什么?