近日,一枚核彈在大陸半導體產業引爆,波及企業者眾多,稍有不慎,恐將遭遇洗牌出局的風險,多年積累付之一炬也不是沒有可能。

一切的根源就是臺積電宣布將暫停向中國大陸AI/GPU客戶供應所有7nm及更先進工藝的芯片。在全球半導體產業格局中,臺積電的一舉一動都牽動著行業的神經,此次斷供,對大陸半導體AI芯片從業者,尤其是初創算力芯片公司而言,一場風暴正在席卷而來。

雪上加霜的是,有傳言稱,三星同樣受到美國禁令限制,向中國大陸客戶發布相關通知,無法為提供此類晶圓代工服務。

由于臺積電在全球晶圓代工領域一家獨大,且主導全球先進工藝代工市場,7nm以下節點市場份額逾90。目前大陸不少AI芯片公司均通過臺積電流片,但今起已經拿不到產能,后續如果持續收緊,算力芯片格局恐將會進一步厘清。

與此同時,大陸半導體產業鏈也將因此產生連鎖反應,各企業會進一步認識到半導體產業安全的重要性,將促使產業鏈上下游企業加強協同與合作,在產業鏈內部構建更加穩定、獨立的協同機制,以保障長期的技術自主性。

先進制程受人掣肘,AI產業發展或被進一步“卡脖子”

在全球科技競爭日益激烈的今天,半導體產業作為信息技術的核心支柱,其重要性不言而喻。近年來,美國為保證自己在科技領域的絕對領先優勢,不斷打壓中國大陸的科技發展。

一次次的調整,都是成體系的輸出壓力,尤其在AI/GPU等關鍵技術領域。在ChatGPT引發AI浪潮之后,美國通過限制對華芯片出口,來延緩中國在AI、高端制造等領域的發展速度,以維護其全球科技霸主地位。

這次美國商務部要求臺積電將暫停向中國大陸AI/GPU客戶供應所有7nm及更先進工藝的芯片,疊加臺積電之前的“白手套”事件,特朗普勝選之后,美國商務部或將進一步封鎖大陸的先進制程產能。

此舉無疑會給中國大陸的AI產業發展帶來巨大沖擊,斷供則意味著大陸AI企業將無法獲得先進工藝的支持,從而限制大陸AI芯片的研發和生產能力的提升。最重要的是,這一系列的針對措施以及后續我們可以預見到的一些動作都將對大陸的AI和GPU公司不同程度的負面影響。

業內周知,7nm技術節點是半導體制造中的一個重要里程碑,目前被廣泛用于AI、服務器和數據中心、圖形芯片和移動設備等領域,其供應短缺,將使相關AI產品的研發和應用的推廣按下暫停鍵,正在進行的AI項目可能因芯片短缺而延遲,甚至會面臨流產的風險。

據悉,大陸AI芯片目前廣泛使用的就是7nm工藝,包括百度、阿里在內的大型互聯網科技公司,以及如寒武紀、壁仞科技、摩爾線程、天數智芯、燧原科技等AI芯片創業公司。

由于臺積電在全球晶圓代工市場份額高達62,其7nm及以下先進工藝市場份額更是超過90,在晶圓代工領域具有顯著優勢。上述企業在AI、GPU和自動駕駛等領域的芯片研發中均使用的是臺積電的7nm及更先進制程工藝,此次斷供,將會對這些企業造成沉重打擊。當務之急是需要快速找到替代工廠,鑒于芯片行業技術復雜性,供應鏈轉移、磨合需要一個過程,短期將面臨挑戰。

值得注意的是,使用臺積電7nm工藝的AI芯片在性能、能效等方面的優勢是傳統制程無法替代的,同時,這也是大陸AI企業沒有被美國徹底拉開差距,并且在性能、產品功耗和速度等方面仍具有較高競爭力的原因之一。

然而,此次斷供則意味著大陸企業將無法獲得這一先進工藝的支持,迫使相關企業后續所研發新品直接面臨性能下降的風險,從而限制了大陸AI芯片的研發和生產能力的提升。更重要的是,這一“護城河”一旦失去保護,可能導致相關企業的產品研發進度受阻,不僅業務前景面臨較大的不確定,其市場份額也將面臨激烈的重組壓力。

自主可控勢是被動行為,更是主動作為

現階段,美國對中國大陸半導體管制的嚴格程度已經突破了傳統實物管控的邏輯,不僅貨物貿易受到嚴格限制,芯片投資、云計算租賃、人員交流等也被禁止。此次臺積電斷供,可以預見的是,即將出臺的BIS新條款將會對管控進一步升級。

面對以上種種情形,加快國產替代進程已經迫在眉睫,實現自主可控成為必然趨勢。雖然短期內大陸在既有芯片技術路線上很難實現突破,并且缺乏協同作戰的橫向整合能力,但是部分領域已經具備點的縱向突破能實力。

在設備領域,近年來國產半導體設備行業蓬勃發展,不少企業取得突破性進展,譬如北方華創、中微公司、華海清科、拓荊科技等,先后在刻蝕、PVD、CVD、CMP等領域取得卓越成就。

此外,隨著芯片制造的國產化進程推進,國產材料企業也取得不俗成績,滬硅產業、安集科技、南大廣電、雅克科技等企業在大硅片、光刻膠、拋光液、特種氣體等領域達到國際先進水平。

封測領域,長電科技、通富微電、華天科技均在全球前十大封裝廠商之列,其中,長電科技排名第三,國內份額常年霸榜第一;通富微電是AMD 最大封測供應商,國內份額第二;華天科技芯片封裝工藝領先。均有望在產業發展中獲得更多業務機會。

還需要指出的是,在芯片領域,已經有公司實現了全面國產替代,分別是云天勵飛、龍芯中科、龍騰半導體。

自成立以來,云天勵飛便深耕邊緣AI。根據云天勵飛公開的信息,云天勵飛研發的國內首顆基于國產工藝Chiplet系列化邊緣AI芯片,從設計到封測全流程基于國產技術打造,是一顆真正意義上的國產芯片。

該芯片采用“算力積木”的理念,芯片可以像搭積木一樣靈活組建和擴展。這是當前國產工藝下,能夠靈活拓展算力,擴展芯片場景使用邊界最理想的方案。據了解,該方案將標準計算單元封裝成不同算力的芯片,通過增加或減少算力單元,可以輕松調整芯片的算力,從而覆蓋從8TOPS到256TOPS的算力范圍,滿足大模型落地的個性化需求。

龍芯中科則主要致力于研發自主可控的CPU,已實現自主指令集架構LoongArch,并應用于國產PC、服務器等領域。龍芯CPU已在部分政府、金融、電力等行業實現了全國產化替代。

龍騰半導體是大陸功率半導體產業的領軍企業,主導制定了超結功率MOSFET國家行業標準。其構建“應用+設計+工藝+材料+設備”融合創新的業務模式,通過自建生產線協同設計與制造,實現了功率半導體器件的全國產化生產。

寫在最后

目前,大陸AI以及GPU供應鏈中有相當一部分供應商是來自于海外,就目前形勢而言,在中美科技博弈的背景下,海外供應鏈勢必進一步緊張。面對美國政府的強勢打壓和限制,大陸半導體產業必須更加堅定不移地走自主創新的道路。

一方面,產業鏈上下游需要加強協同作戰的能力,推動企業間橫向整合,搭建完整的產業鏈,形成產業協同效應,共同攻克技術難題,實現資源共享和優勢互補。要想突破美國“卡脖子”,企業間交流、合作、抱團取暖至關重要。

另一方面,產業政策和相關引導基金的扶持必不可少,在政策和市場的雙重推動下,大陸半導體產業才有望在技術層面取得突破,逐步縮小與國際先進水平的差距,實現自主可控。