繼IBM首發2nm晶片後,臺積電宣佈1nm晶片成果,華為的方向選對了

很多人擔心,晶片的精密度越來越高,而晶片的材質採用半導體的材質,再加上漏極、源極之間的充放電傳輸訊號,功耗、漏電、電量過載等問題,導致有一天積體電路不再適應於摩爾定律?因為從7nm晶片開始,其實晶片的迭代速度已經開始減緩。1nm是否是晶片工藝的極限,2nm晶片什麼時候可以量產?接下來我們來看一下晶片行業的新發展。

繼IBM首發2nm晶片後,臺積電宣佈1nm晶片成果,華為的方向選對了

第一、IBM研發出2nm晶片

其實IBM研發出來2nm晶片,不要覺得奇怪, 其實早在2017年IBM就研發出來了5nm的晶片,是跟三星合作採用EUV工藝,是首次把晶片常用的堆疊式架構改造為了水平式架構,給高精密晶片的量產打下了良好的技術基礎。但是為什麼一提到晶片,大家想到的都是三星、高通、臺積電、華為等晶片消費研發/生產公司。那是因為面向消費者的機會比較多,IBM其實在人工智慧,伺服器積體電路架構上,都有很強的技術實力。

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而IBM也由於多年的積累,打造了全球數一數二的晶片實驗室,而研發晶片技術架構,並形成技術專利,透過技術授權的方式是IBM常用的手法,當然僅技術授權的盈利,對IBM來說只是“小頭”,真正的利潤來自於標準的制定,例如5nm晶片的材質規格、介面、架構堆疊的空間,都是由IBM以及與其一同研發的公司說了算。而這對於整個產業鏈都能帶來不菲的利潤,要不然為什麼美國能夠限制荷蘭的ASML?有一部分原因是,組成ASML光刻機的零件,大多數來自於美國以及美國標準。

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所以,IBM研發出來2nm晶片是在情理之中,當然能否量產?什麼時候量產,還是未知數,但是實驗成功之後的下一站,IBM會將重心放在1nm晶片,甚至1nm以下的晶片。

第二、不甘示弱的臺積電

要知道,臺積電才是全球晶片技術能力的代表,實驗產出和量產是完全不同的概念。那麼臺積電什麼時候可以實現2nm?甚至1nm晶片生產呢?臺積電給出了答案:根據臺積電在2021年5月份的技術報告中顯示,臺積電找到了一種矽半導體的替代材質:鉍,鉍是一種半金屬,相對於矽來說,鉍的導電性更好,電阻也更小,無論是所需要的功率,還是單位承載資料量都大量的提升了。

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臺積電表示,鉍材質將改寫矽半導體的工藝設計,臺積電在報告中指出:未來臺積電的技術研發仍然分為兩個方向,第一個方向就是繼續矽材質的3nm量產技術,預計投入超過1000億,預計量產時間是2022年。第二個方向就是鉍材質的晶片工藝,而報告中指出,臺積電對於1nm晶片的研發已經取得了較大突破,甚至經過技術推導,未來晶片可以實現1nm以下的工藝突破。

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第三、華為的方向選對了

其實沒有了新的晶片提供,華為確實受到了一定的限制,然而到底是放棄高階晶片的消費市場?還是繼續不斷談判,奢望臺積電、三星等能夠給華為提供5nm晶片呢?其實兩者都不是,華為並沒有停止對於高精密晶片的研發,早在2020年,海思半導體就對光晶片的研發釋出了兩份白皮書,相對於矽晶片,光晶片的資料傳輸上的損耗更低、傳輸所需要的功率也更少,同時資料承載量也更大。

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甚至10nm的工藝, 能夠承載5nm才有的資料量和計算量。可以確定的是,矽材質的晶片工藝,在1nm已經是極限了,想要再度突破,只能尋找替代材質或者光晶片,當然是希望華為研發的方向,能有個好的成果。

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