《國際產業》被美鎖喉後 中半導體還能撐多久?

●AI晶片設計:

被認爲是全球AI晶片領頭羊的NVIDIA,實際上並沒有生產用於AI訓練與運算的實體晶片。相反地,NVIDIA設計AI晶片,也就是圖形處理器(GPU)。然後設計圖會被送到晶圓代工廠製造出來。

雖然AMD以及博通等美國同業也有各種的解決方案,但NVIDIA的GPU設計,被市場認爲是產業的標準。NVIDIA在四月曾說過,礙於美國的禁售令,無法賣H20處理器給中國大陸的客戶。

NVIDIA的H20是H100處理器的低階版本,專爲規避美國政府對先進晶片出口管制而設計的。不過,H20還是比絕大多數現有的產品都要高端。調研單位SemiAnalysis表示,雖然海思的升騰(Ascend)晶片還是落後NVIDIA,但華爲已有很大的進步。

NVIDIA的大陸競爭對手海思半導體,隸屬於華爲旗下,目前量產的最先進GPU是升騰910B晶片。至於可媲美H100晶片的下一代升騰910C,傳出預計2025下半年量產。

SemiAnalysis認爲,華爲跟NVIDIA的H20相比,性能差距不到一代。至於華爲跟NVIDIA被獲准在中國大陸銷售的晶片來比較,之間的差異更是小。截至2024年,910B晶片比NVIDIA落後兩年,910C就僅僅落後一年而已。

●高階晶圓代工:

NVIDIA的GPU製造,是要靠全球最大的晶圓代工廠臺積電。臺積電遵守美國的晶片管控規定,禁止接受美國貿易黑名單上的任何晶片訂單。例如,華爲早於2019年就被打入此黑名單。

因此,華爲等中國大陸的晶片設計公司,開始找尋大陸本土的晶圓代工廠,其中,最大的就是中芯國際。不過,中芯國際只能生產7奈米的產品,遠不如臺積電的3奈米技術,因爲更小的奈米尺寸,可以帶來更高的處理能力和效率。

半導體研究員指出,雖然中芯國際的技術已經精進,但還是遠不如臺積電的技術。華爲雖是一家非常優秀的晶片設計業者,但還是缺乏優秀的本土晶片製造商。

●先進晶片生產設備:

根據美國出口管制的規定,已同意限制ASML最高端的極紫外線(EUV)曝光機的銷售對象。這些先進晶片的製造機臺,對於大規模且高效率地生產高端GPU來說,是非常重要的。

SemiAnalysis表示,雖然中國大陸有除了EUV以外,大多數其它可使用的設備,但沒有EUV,中國大陸就很難產出3奈米以及以下製成的高階產品。雖然中芯國際利用ASML較低階的DUV(深紫外光)曝光機,生產7奈米以上晶片可以,但良率並不高。

分析師認爲,不用購買的方式,而是重新制造現有技術的曝光機,可能至少還需好幾年,甚至好幾十年才能完成。所以,中國大陸可能會找尋其它科技,或使用不同的曝光方式來生產高階晶片。

●AI記憶體晶片:

雖然GPU通常被認爲是AI運算中最關鍵的元件,但並非是唯一的。爲了訓練和運算人工智慧,GPU必須跟記憶體晶片一塊合作,因爲記憶體晶片能夠把資料存放在晶片組(chipset)。

在記憶體中,HBM(高頻寬記憶體)已成爲AI業界的一種標準規格,韓國SK海力士是其中的佼佼者,其它的競爭對手,包括韓國的三星電子以及美國的美光。

跟荷蘭一樣,韓國也配合美國所主導的晶片禁售令,已於去年12月開始針對某些HBM記憶體晶片限制賣給中國大陸買家。不過,大陸的記憶體晶片製造商長鑫儲存科技(CXMT)正跟晶片封測公司通富微電子合作,已進入HBM量產的初期階段。