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探讨中国半导体行业的发展现状,未来有望赶超日美

芯电易网2018-05-18 09:14:57

一说到中国制造,大家都会吐槽,高端制造不如德国,电子科技不如日本,人工智能不如美国……真的是恨铁不成钢。那中国有什么可以拿得上台面的呢?



其实中国还是有很多世纪工程的,比如超级工厂,最先进的世界级试验平台等等,那么,我们半导体行业又有哪些值得称道的先进技术呢?


 

AI芯片


2018年的平昌冬奥会闭幕式上,由张艺谋执导的“北京八分钟”中,以“人工智能”为代表的中国新科技元素惊艳世界。24台移动机器人“冰屏”与26名轮滑舞蹈演员倾情演出,变幻的灯光,美仑美幻的场景,传统而富有底蕴的中华文化与人工智能完美融合。



这些移动机器人能在舞台上如此灵活的完成任务的背后最主要是的有一颗强大的心脏——芯片。而中国也已经掌握了人工智能芯片这个半导体行业中的“重器”。


2016年,寒武纪发布了全球首款商用深度学习专用处理器IP——寒武纪1A处理器。2017年,寒武纪授权华为海思使用寒武纪1A处理器,搭载于麒麟970芯片和Mate 10系列手机中。经过对比,寒武纪1A可以和苹果A11处理器相媲美。


此外,2017年寒武纪还正式发布了三款智能处理器:1A处理器的升级版,拥有更高性能的寒武纪1H16处理器;面向视觉领域的1H8处理器,有4种配置可选,主打拍照辅助、图片处理、安防监控,性能功耗比是1A处理器的2.3倍;面向智能驾驶领域的寒武纪1M处理器,性能是1A处理器的10倍以上。今年寒武纪还将推出分别主打推理和训练的两款MLU芯片。


 

比特币芯片


近几年最火的要属比特币了,创造了很多一夜爆发的传说。由此一大批“挖矿”公司应运而生。(比特币挖矿就是利用电脑硬件计算出比特币的位置并获取的过程称之为挖矿)而北京比特大陆科技有限公司(以下简称比特大陆)就是随之诞生的“挖矿”巨头。



比特大陆成立于2013年,是一家生产比特币挖矿机、定制芯片、运营“矿池”(比特币矿工工厂)的初创公司。仅用了5年左右的时间,比特大陆公司已有超过700多名员工,AI技术团队200余人。


据预估,2017年比特大陆的销售额预计达到惊人的143亿人民币,超过了国产手机芯片设计厂商展讯,荣登2017年中国十大集成电路设计公司排行榜第二名,仅次于华为海思。按照规划,2018年比特大陆将发布第2代算丰AI芯片BM1682,计算力将有大幅提升。后续规划中还有第三代、第四代等陆续发布。


 

内存


中国的内存、闪存芯片几乎100%依赖进口,存储芯片的大涨价更是让国内消费者们苦不堪言,仅仅是8GB单条内存的价格就涨了三四倍。因此,内存DRAM芯片颗粒国产化一直牵动着千万国人的心,一方面是想通过国产化打压高昂的内存价格,另一方面也是爱国主义情怀的体现,祖国的强大是每个人都值得骄傲的事情。



在紫光赵伟国入主XMC,成立了长江存储之后,国产3D NAND Flash有了前所未有的希望。在2017年底的第四届世界互联网大会赵伟光就表示,在存储领域,紫光已经研发出了32层64G的完全自主知识产权的三维闪存芯片,2018年将实现量产。


长江存储是紫光公司收购武汉新芯科技公司之后成立的存储芯片公司,在武汉开工建设国内最大的存储芯片基地,总投资超过了240亿美元,目前建设的是一期工程,主要针对3D闪存,2017年9月产房提前封顶,进展很顺利。而在产房之外,3D闪存芯片的研发工作也在同步进行中,17年底推出的首个32层3D是国产3D闪存芯片事业中的一个里程碑事件。


根据长江存储的规划,他们预计在2018年下半年正式开始3D闪存生产,初期的产能只有5000片晶圆/月,不过一旦解决良率问题,后续就会大规模量产,武汉基地的设计产能最终可以达到30万片晶圆/月,未来足以比肩SK Hynix、东芝这样的公司的产能。虽然我们内心也清楚,与三星、东芝的差距很大,但是再微小的进步都值得肯定,相信只要给国产存储芯片足够的发展时间,一定能追上甚至超越国外巨头。


 

SiC


碳化硅是第三代半导体材料的典型代表,可以广泛应用于电动汽车、轨道交通、智能电网、通讯雷达和航空航天等重要国民经济和军工领域。很长一段时间,我们国家的碳化硅主要依赖进口。



2018年2月,中国首条6英寸碳化硅生产线在北京亦庄成功通线,这证明我国在半导体材料领域达到了国际先进水平,提升了我国制造业的国际竞争力。同时,该产线的建成是我国首次实现碳化硅全产业链贯通,从产业链源头实现自主可控,有效提升了我国高端制造业的国际竞争力。


 

7纳米芯片刻蚀机


现阶段半导体产业能量产的最先进的工艺节点是7nm,台积电全面领先。在7纳米制程设备方面,中微是唯一打入台积电7纳米制程蚀刻设备的大陆本土设备商。半导体芯片,是信息化时代的基石,也是当今尖端制造的制高点。芯片制造,已经进入10纳米到7纳米器件的量产时代,是中国输不起的领域,也是中国目前正在花大功夫发展的领域。


中微自主研发的7纳米芯片刻蚀机让中国芯片制造装备补足短板、站上高端,与世界最先进水平同步,同时也是中国自主研发的第一批7纳米芯片刻蚀机,是芯片制造和微观加工最核心最先进的设备之一。它采用的是等离子体刻蚀技术。利用有化学活性的等离子体,在硅片上雕刻出微观电路。另外中微自主研发的温控设计,可以让刻蚀过程的温控精度保持在0.75度以内,优于国际水平。


当然除了以上的“硬”实力,还有一个重要的“软”实力就是政策支持和大基金的投入。有着这样一个个强有力的技术,未来中国半导体行业一定能发展到前所未有的高度。

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