雙面切
Slices both ways

接著在崁入電路板中,這可能會在其他地方再發生一次。這將成為抵達墨西哥、德國或中國工廠的眾多零件之一,組裝成為工業機器人、智慧型電表,或是雲端儲存用的眾多電腦之一。

香港科技大學的須江教授說,中國本土半導體業起源自產業鏈中較低階的部分。中國的強項仍在模組組裝及封裝。比如說,上海附近的長江三角洲一帶,有許多企業專門從事這些工作。這些企業的名字也許外界不熟悉 — 江蘇長電科技(JCET)、天水華天科技、通富微(TFME) — 但他們一年的營收都是數十億美金。

而現在,隨著西方企業仰賴這些公司,以及中國國內市場的火熱,中國也轉向設計及生產了。中國晶片已經打進低階市場了。三星、英特爾、蘋果、台積電這些公司設計或生產出強大、高價的晶片,專為智慧型手機或雲端運算使用。但研究機構IHS Markit的Len Jelinek說,「75%到80%的半導體產品,並不是那麼地尖端科技」。為日常物品增加感測、網路連接連接功能,提供給液晶電視、家用路由器和構成物聯網(IoT)的智能設備晶片,「絕對可以由中國廠商製造」。

中國企業也開始在價值鏈上取得成功。華為旗下的海思半導體,以及中國國營的紫光集團,以營業額來看,是全世界前十大半導體商。海思的供給智慧型手機用的「麒麟」系列晶片,可以媲美西方企業設計的晶片。

摩爾定律不再
No Moore

透過這些努力,中國已減少對外商的仰賴,但無法完全去除。須江教授指出,中國企業仍非常仰賴從ARM的晶片中做設計修改。ARM的晶片已主導行動計算(mobile-computing)業界,也朝著主導物聯網所構成之智慧裝置業界方向邁進。ARM同時也打算打入高效能雲端運算。這間英國公司最近被日本軟體銀行買下來;而英、日都是美國的親密盟友。

中國已發現,他們很難在高階製造上取得進展,而這是晶片製程中最嚴峻的一塊。中國新貴必須要與已在此業界擁有驚人技術領先的企業,以及擁有數十年不敗技術的工程師競爭。Len Jelinek說,「半導體產業實際上是不斷學習的循環」。「麒麟980」是中國第一個利用7奈米製程的手機晶片 — 這個尖端技術用來擠出最大的運算效能。因為中國並沒有晶圓廠擁有這樣的技術,海思必須跟其美國的競爭者蘋果、高通一樣,必須交給台灣的台積電生產。

摩爾定律的消亡,也許提供了限制中國野心的一種方法。顯然,摩爾定律無法無限地發展下去。每次把晶片中的元件縮小,生產就會變得更加繁瑣和昂貴。最先端晶圓廠的建造價格,已經難以想像地高。三星斥資140億美元,要在南韓的平澤市蓋新廠。晶片製造商開玩笑說,摩爾第二定律是,每四年晶圓廠的建造價格就會漲一倍。

這個結果造成,晶片製造的領先者地位更穩固。根據麥肯錫的報告,2001年時有二十九間公司可以提供最先進的晶圓設備;現在僅有五間。這讓西方鷹派很容易就能減緩中國的晶圓進程。這些晶圓廠由美國或台灣、南韓的企業掌握著,後兩者都是美國盟友。另一個層次,則是提供給晶圓廠的設備。特別是荷蘭廠ASMAL,經過幾十年的嘗試,終於讓極紫外光刻技術得以商業化量產。絕大多數先進晶片,都會需要這個製程。這讓西方的政策制定者得以掐住中國咽喉。



但摩爾定律的終結,也提供給中國希望。過去曾有的一個副作用是,隨著元件縮小,晶片原本應該要運行地更快。但這個稱作Dennard scaling的作用,在二十一世紀初期破滅了,也就是說縮小元件的好處,不再像過去那麼大了。根據這個理由,晶片產業分析師Linley Gwennap認為,落後業界領先者一到兩步,跟以前相比,也沒那麼痛苦了。

在此同時,硬體設計師Andrew Huang說,摩爾定律的減緩,使得整個業界都在尋求製造更佳晶片的其他方法。換句話說,注意力逐漸從改善製程,轉成更聰明的設計和新想法。如果這改變了晶片業界的運行方式,中國企業可能會試圖切入這個相對新穎、尚無人進入的領域。

海思的晶片提供了好例子。海思晶片包括了超級專業化的矽晶,這是為了增加人工智慧用途晶片的計算速度。人工智慧是「中國製造」的另一個重點,也是現在中國投入大筆資金的領域。量子計算是另一個有發展性的領域;量子計算是利用量子力學的機制,來極大地加速某些類型的計算。中國已在量子計算領域投下了大賭注,據報導說中國斥資百億美元在合肥市(安徽省省會)建立了一間大型研究實驗室。但這些需要掌握非傳統的物理技術,比如說超導線和離子阱。而這些技術,與目前晶片製造商所使用的技術截然不同。

隨著中國在晶片製造上取得進展,美國則試圖把邊界推得更遙遠。包括Google、微軟及IBM的美國企業,也擁有自己的量子計算技術。2017年總統科學技術顧問委員會的報告指出,美國對中國崛起的最佳反應,是持續投資、保持技術領先地位。考慮到這點,美國國防部高等計畫署(DARPA),已在進行電子復興計畫(Electronics Resurgence Initiative, ERI)。這個計畫的目的在於開發新技術,直至私人企業有辦法商業化這些新技術為止。

追上腳步
Picking up the pace

電子復興計畫中,有一些案件是要改善現有製程。計畫主持人William Chappell說,其中一個例子是,讓小型晶片設計公司的專業化矽晶,更容易地崁入大公司的設計中,這應該有助於降低成本。但電子復興計畫也投資在更高賭注的領域上。目前有一些案件涉及光學運算(optical computing),目標是生產出仰賴太陽能而非電力驅動的晶片;依賴量子效果產生作用的自旋電晶體(spintronic transistors);犧牲運算精準度來節能的近似運算(approximate computing)等技術。

讓晶片更高科技,可以讓美國繼續居於領先的位置。歐亞集團的Paul Triolo說,在任何情況下,這可能會比試著解開全球供應鏈更簡單。事實上,不是所有美國企業都很歡迎凍結中國一事。比如說,高通有三分之二的收入來自中國;美光則有57%。而且趨勢朝向互相合作,比如說微軟跟亞馬遜在中國開設研究中心,這讓投資在太平洋兩岸流通。為了讓中國受到控制而轉向保護主義,造成的傷害將遠遠超出國界。

原文

創作者介紹
創作者 mlkj24 的頭像
mlkj24

mlkj24

mlkj24 發表在 痞客邦 留言(1) 人氣()