台积电一季度的业绩显示,中国大陆芯片贡献的收入占其整体营收的比例暴涨至11%,较2021年的6%大幅增长八成多,显示出国产芯片在等待了一年多时间之后最终还是认为台积电的先进工艺制程具有领先优势,无法等待国内芯片制造企业推进7nm工艺。

一、先进工艺的迫切性

在5G基站方面,运营商饱受5G基站耗电太高的困扰,导致它们不得不在空闲时段暂停5G基站的服务,而采用更先进的工艺生产5G基站芯片有助于大幅降低功耗,为此国内第二大通信设备商中兴已开始采用台积电5nm工艺生产5G基站芯片。

手机芯片则向来优先采用最先进的工艺,毕竟手机在一个有限的体积内塞入100多颗芯片以及主板等诸多元件,同样要求这些芯片的功耗足够低,为此2021年快速崛起的国内手机芯片企业紫光展锐已采用台积电的6nm工艺生产手机芯片,随着紫光展锐在5G手机芯片市场的崛起,它势必需要采用台积电的5nm工艺生产芯片,才能与高通和联发科竞争。

国产手机四强之中的小米、OPPO、vivo等都认识到了研发自主芯片的重要性,当下也在积极推进芯片研发,其中OPPO研发的马里亚纳X芯片就采用了台积电的6nm工艺,据悉这几家手机企业未来会有更多芯片推出,这些芯片如果要拥有足够的竞争力,同样只能选择台积电6nm或更先进工艺。

相比之下,中国大陆最先进的芯片制造企业中芯国际当下正推进7nm工艺的量产,而这7nm还在采用DUV光刻机生产,在性能和功耗方面无法与EUV光刻机生产的7nm工艺相比,台积电就将7nmEUV作为重大的技术升级,而此前以DUV光刻机生产的7nm工艺列为落后一代的芯片制造工艺。

可见即使中芯国际实现了7nm工艺的量产,与台积电依然存在很大的差距,更不用说今年下半年台积电将量产3nm工艺。如此也就不奇怪在等待一年时间之后,国产芯片企业纷纷投入台积电的怀抱,大举投单生产了,毕竟科技的发展日新月异,再等待下去国产芯片与海外芯片同行的差距只会越拉越大。

二、芯片堆叠难助国产芯片对抗苹果

随着国产芯片投入台积电的怀抱,意味着国产芯片认为短期内国内的芯片制造厂在先进工艺制程方面依然无法赶上台积电,更何况当下中芯国际的芯片制造工艺已比台积电至少落后3代以上(7nmEUV、5nm、3nm),这种现实的差距需要正视。

为弥补国内芯片制造企业在工艺制程方面的落后,国内芯片企业研发出了芯片堆叠技术并申请了专利,希望以这种技术加上成熟的国产芯片制造工艺提升芯片性能,从而具备与以先进工艺生产的芯片比拼性能的技术实力,然而这一路径如今也面临台积电的挑战。

目前未知国产芯片企业何时能将芯片堆叠技术商用,而台积电却已将类似的芯片堆叠技术商用。今年初台积电就以3D WOW技术为英国芯片企业生产了一颗AI芯片,测试证实7nm工艺生产的芯片辅以3D WOW技术可以提升40%的性能,性能提升幅度比5nm工艺还要好;苹果与台积电同样合作生产了M1 Pro MAX,它以特殊的联结技术将两颗M1芯片联结在一起大幅提升了性能,由此M1 Pro MAX的性能超越了Intel的12代i9。

此外台积电、Intel等组建chiplet联盟,以封装技术将诸多芯片封装在一起,从而提升芯片的整体性能,可见它们在芯片堆叠技术商用进展还领先于中国大陆的芯片企业。

如此一来,台积电本来就已拥有领先的芯片制造工艺,在商用芯片封装技术方面又居于领先地位,并且苹果这个竞争对手更是率先实现了类似的技术,如此一来国产芯片企业希望挑战苹果的难度无疑大幅增强了。

事实上在芯片设计技术方面,不仅国内手机芯片企业难以与苹果竞争,整个安卓手机芯片阵营都已远远落后于苹果,这主要是因为安卓芯片如今都采用ARM的公版核心,而苹果是移动芯片市场唯一具有自研核心架构能力的芯片企业,如今苹果更已研发出ARM阵营唯一在性能方面比拼Intel的M系芯片,再加上台积电在芯片制造工艺和封装技术方面的优势,国产芯片挑战苹果的难度无疑是非常大的。

国产芯片赶上世界先进水平,已不仅仅是芯片设计企业努力就能实现的,这需要中国大陆整条芯片产业链同时突破各个环节才能实现,当然也应该看到当下国产芯片产业链确实取得了不小的进步,从光刻机、光刻胶等诸多方面都陆续有所突破,国产芯片产业链正在逐步完善,只是跟上中国大陆以外的芯片产业还需要不少的时间,而中国大陆的芯片企业显然已经等不起了,这是它们今年以来陆续投单台积电的原因。

       原文标题 : 国产芯片纷纷投单台积电，或预示着芯片堆叠难助国产芯片对抗苹果