你敢信?美国死死卡住我们的先进制程和数据中心AI芯片,转头我们就把3nm AI芯片塞进了电动车里,满大街跑着都是移动AI算力站,这操作直接给美国的封锁整懵了。最近小米发布了国内首款3nm智驾AI芯片,很多人看到消息第一反应都是问号,禁令不是还生效吗,光刻机都买不到,3nm怎么就做出来了?

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美国这次的封锁逻辑说穿了,就是盯着机房打,卡死数据中心能用的大模型训练芯片,只卡总处理性能和芯片互连带宽这两个核心点。说白了就是,不给你顶级超算芯片,你就练不出顶尖AI,直接断你AI发展的根。但问题是,小米根本不在美方的实体清单上啊。

早在2021年,美方就打过把小米列入禁令的主意,结果小米在美国联邦法院直接打赢了官司,美方只能乖乖把小米从清单里撤出去。现在小米用的是国际主流的EDA设计工具,3nm晶圆找台积电代工,整个流程全在国际法律框架里走,完全挑不出半点错处。

最绝的一步还是换了算力的载体啊。美国那帮搞政策的,思维固化得很,默认顶级AI算力就得放在超算机房里。我们直接车规级端侧芯片的功耗本来就控制在300W到500W,单芯片形态本来就碰不到超算禁运的阈值,相当于完美绕开了封锁的限制。要是只换个载体用3nm,那最多就是跟国外巨头齐头并进,真让美国人感到意外的,是我们手里的另一项核心技术。

换赛道,你不让3nm进机房对不对?那我们把3nm制程塞进车里,让算力装上轮子,满大街跑。

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这项技术就是晶圆级3D垂直堆叠,能做到1.22 TB/s的超高互连带宽,这个数据放到全球都是数一数二的。半导体这五十年,其实就是在硅片上做平面微雕,到了3nm这个节点,受光罩极限限制,芯片最大也就做到858平方毫米,物理面积就这么大,没法再往大扩了。

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国外传统大厂的解法是做2.5D封装,往平面四周拓宽,就好比一块地基不够盖厂房,就往旁边多拼几块地凑大小。这么做的致命问题在哪呢?计算单元和存储单元隔了好几毫米,数据传输全靠平面上的铜导线,带宽根本上不去。想要拉高传输速率,就得堆功耗很高的HBM内存,算下来成本里四成都给了内存,贵得离谱。

我们用的方案是6nm晶圆级3D垂直堆叠,直接换了个建设思路。别人搞平铺拓宽,我们直接往纵向盖高楼。我们用的是1.4微米混合键合工艺,不用粗大的焊锡球,直接在原子层把两层晶圆上下贴在一起。

计算核心的正上方直接“盖楼”放存储,中间用整整28672根垂直通道连接两个晶圆层。原来数据要跑好几厘米的平面公路,现在只要跨个微米级的垂直高度就能到。这么一改,直接把传输带宽干到了1.22 TB/s,功耗还直接掉了六成以上。

1.22 TB/s是什么概念?一秒钟就能下80部4K原画电影,这速度放车规芯片里,谁看了不迷糊。往长了看半导体这几十年,有个规律藏都藏不住,谁手里有最庞大的终端消费场景,谁就能定义下一代芯片的玩法。

PC时代是Wintel垄断桌面,移动互联网时代,海量智能手机养出了ARM和台积电,现在AI加智能车的时代,西方还想抱着“服务器-数据中心”的老路子统治AI。我们国内光新能源汽车就是数千万辆级的大市场,这个规模正在重新画AI算力的新版图。

现在的智能汽车早就不是什么“装了轮子的沙发”了,实打实就是一台装了轮子的移动超级计算机。全球最密集的端侧AI算力需求,现在就在中国的大街小巷爆发,逼着我们整个芯片产业链走出了一条全新的路。

就是用3nm车规芯片加晶圆级3D堆叠,把端侧AI推理做到极致,这条路别人没怎么重视,我们硬生生闯出来了。本来美国出禁令,就是想把我们的AI算力给封印住,结果倒好,反而逼着我们在先进封装、三维堆叠、车规高算力芯片这些领域,直接全面加速爆发了。

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现在那颗藏着28672根垂直通道的3nm芯片,就安安静静躺在电动汽车的底盘深处。2000亿参数的AI大模型,能在毫秒之间完成亿万次运算,一点都不卡壳。其实算力的终局从来都不在冷气腾腾的封闭机房里,而是在人来人往的烟火人间,在跑遍大街小巷的每一台智能车里。

参考资料:央视新闻 国内首款3nm智驾AI芯片发布