芯片之战:堪比“太空技术大战”的科技竞争关键点是什么

发布: | 发布时间:2021-03-8,星期一 | 阅读:48

罗瑞·斯兰-琼斯( Rory Cellan-Jones) BBC科技事务记者

A computer chip beside the China and US flags

芯片(晶片)是当下这个时代许多重要科技产品的核心。没有芯片,世界各地的汽车厂就将停产。 现在,制造芯片的技术被美国视为与中国进行贸易战的关键武器。

在芯片技术的竞逐上,哪方能赢得这场人工智能竞赛,决定在谁能制造出最先进的芯片。

当前芯片短缺的原因

从美国的福特和通用汽车,英国的本田车厂再到中国的电动汽车制造商蔚来(Nio),这些大厂都因为汽车芯片短缺,不得不削减汽车产量。

到底发生了什么导致这种后果?

也许新冠大流行是罪魁祸首,它让我们之前关于于芯片生产的所有预测显得过时了。

首先,对小装置小设备的需求出现暴增。以前需要好几年才会进化的数字化转变,现在几个星期内就发生了。

芯片之争不仅在于民用产品领域。时任美国国务卿的蓬佩奥曾在记者会证实,台湾生产的芯片被用于F-35战机。

全球半导体协会(World Semiconductor Association)执行长谢尔顿(Jodi Shelton)告诉BBC:“多年来,我们一直在讨论如何运用5G,网路和云端在家工作。现在突然变成了现实。”

因为新冠疫情,汽车销量下滑,汽车业高层取消了汽车芯片订单。但是,随后意外的销售反弹让车厂以及芯片商措手不及。

谢尔顿称,那些以及时化供应链方式制造汽车的厂商,与半导体芯片厂商因此就有了矛盾。因为芯片生产,不是像打开或关闭水龙头那样简单。

“他们(车厂)将不得不了解,那样并非芯片的生产模式。芯片不是能马上就有的现成产品。”

谁在制造最好的芯片?

进入21世纪,全球通讯以及电子产业高速发展,晶片几乎无所不在。

芯片短缺也使得一件事变得很清楚:世上不再只有一种芯片产品。

因为,随着需求改变,半导体行业也有了变化。

过去数十年来,英特尔凭借销售口号‘Intel Inside’成为许多人心中唯一的芯片制造商。

但是,情况不再如此。

研究公司“自由移动电台”(Free Mobile Radio)的分析师理查·温沙(Richard Windsor)说,芯片世界已经改变了。

他概述了两种趋势:使用芯片进行数据存储,以及图形芯片(GPU)的重要性日益升高,这不仅让线上游戏栩栩如生,而且在人工智能应用中也至关重要。

温沙指出了这个行业中的新超级巨擘,尤其是台湾公司台积电(TSMC)。

美国去年已承认,在新型武器及战机上使用了台湾生产的晶片。

他解释说:“在目前的时间点,台积电是全球排名第一的高端矽芯片制造商。”

“它与英特尔完全不同。英特尔所做的是设计芯片;制造自己的芯片;然后出售这些芯片。台积电所做的就是为其他厂商代工。”

建立芯片厂,或众所周知的芯片代工厂(foundries)是一项非常昂贵的生意。温沙告诉BBC,用最先进的设备,去开一家的新的芯片代工厂可能要花上250亿美元。

制造芯片的机器又是哪里来的呢?

他又提到一家叫艾司摩尔(ASML)的公司。这是全球首屈一指的芯片光刻机制造商,其产品能像印刷机一样制造出芯片。

BBC去年就曾经报导过这家“相对默默无闻的荷兰公司”。

尽管并非家喻户晓,但该公司市值却高达1840亿欧元(约合2200亿美元)。

而且,艾司摩尔对自己所属的角色十分满意,还将这段话打印在员工的衣服上——该公司的研发副总班斯左(Jos Benschop)说:“我们制造了木匠用来建造你的房屋所需的工具。”

他又解释了台积电(TSMC),英特尔(Intel)和三星(Samsung)之类的公司如何需要他们生产的设备。该公司于1984年成立时,在芯片光刻(lithography)市场上有10家大型公司。现在,全球仅剩一个。

“随着相关技术的掌握越来越难,所需的投资也越来越大,那么优胜劣汰就开始了。越来越少的公司能够跟上。”他解释。

但是,这也意味着艾司摩尔陷入了美中贸易战。

之前特朗普曾对荷兰政府施加压力,要求艾司摩尔停止向中国客户出售技术。这也似乎奏效了,相关设备被运送到中国的时间延迟了。

美中贸易战

新加坡公司对美国芯片制造商高通的收购案曾经被白宫叫停,高通被看成是华为等中国同业的强劲竞争对手。

随着美中两国陷入人工智能领域的庞大争夺战,如何获得或构建最新AI芯片,成为了关键武器。

曾经担任美国前总统小布什( George W. Bush)顾问的玛格伦(Pippa Malmgren)博士向BBC分析,芯片的赌注与另一场技术大战“太空竞赛”中的赌注一样高。

“在地缘政治上,新的太空竞赛在于提高电脑计算能力。也就是说,谁能搜集到最多的数据,并以最快的速度处理这些数据。这便是为何中美双方,或者欧盟都在量子技术上大量投入。而电脑,或者说能处理数据速度极快的超级电脑,这些设备都需要芯片。”她解释说。

台积电(TSMC)总部的所在地台湾,处于这场科技大战中的前线。鉴于台湾一直有彻底独立的想法,因此你可能会认为台湾会做任何美国想做的事情。

但是玛格伦博士警告说,事情并非如此简单:“中国有巨额投资在台湾。”

“我认为,若你要问台湾经济能否与中国脱钩,那么我的答案是这将是十分困难的。”

摩尔定律还有效吗?

自1960年代以来,芯片行业一直受摩尔定律的支配。该定律预测,因为技术发展,芯片上能置入的晶体管(transistors)数量,每两年将翻一倍。

但是,鉴于晶体管现在越做越小,我们可以期望这种模式继续下去吗?

我问了威尔逊(Sophie Wilson),1980年代,她在当今世上最受欢迎的芯片Arm设计过程中扮演了关键角色。她说摩尔定律中仍可能延续下去,因为半导体行业一直在寻找新方法,将更多的东西塞入更小的空间。

她解释:“我们已多次抵达路的尽头。但每次到了尽头,都会有另外的路出现。”

未来的出路可能是在3D。

“在接下来的几年中,你将看会到来自3D技术的产品。借着让越来越多的矽堆叠在一起,我们能够加大既有的密度空间。矽层十分之薄,所以能将它们叠在一起。”威尔逊说。

此外,别指望中国会退出这场竞赛。

由于无法获得当前最新的芯片设备,中国将继续投入巨资,研究新方法期望在下一个芯片时代超越美国。


来源:BBC中文网



 

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