Chiplet会给整个半导体产业链带来哪些变化呢?

Chiplet会给整个半导体产业链带来哪些变化呢?,第1张

Chiplet是一种通过流程改进来解决“摩尔定律”失效的方法。Chiplet通过一组小芯片,走了一条与传统片上系统(SOC)完全不同的道路,类似于搭建乐高积木。LEGO”组件。Chiplet技术是SoC集成发展到一定程度后的一种新型芯片设计方法。封装技术,将不同功能、不同工艺的小芯片封装在一起,成为异构集成芯片。

Chiplet将给整个半导体产业链带来非常革命性的变化。对于国内半导体产业而言,Chiplet的先进封装技术与国外差距不大,有望引领中国半导体产业实现质的突破。站在Fab的立场上,高良率的好处是显着的,即使包括封装成本,二来不同工艺节点的die可以混合封装,有利于最新工艺的销售。成本的降低促进了chiplet的生态发展。

以chiplet为主导的新技术方向,但中芯国际、三安光电等机构的票数明显减弱,可见本轮半导体市场仍以游资炒作为主。市场成交量维持在万亿左右的存量环境,市场资金无法支撑两条主线并行。未来几天,芯片与新能源的PK或将继续上演。周期是指事物变化和发展的过程,类似于特征的两次连续出现之间经过的时间间隔。

要知道Chiplet俗称chiplet,又称小芯片。2Marvell的创始人之一SehatSutardja博士提出了Mochi架构的概念。Chiplet模式是摩尔定律放缓下半导体技术的发展方向之一,被认为有弯道超车的机会。通过SiP封装,将多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起,形成系统芯片。同时,Chiplet产业联盟定义了UCIe互连标准,实现芯片内部的高速互连通信。

什么是天才,天才是科学和生活的联系越来越密切。很多人从事科学研究工作,也有很多人想知道科学家到底是什么样的人,特别是那些非常成功的科学家、名声超出了其专业领域之外的科学大师们——他们经常被称为天才,他们的事迹被到处传颂,甚至到了有些夸张的地步。然而,如果我们更多接近他们一些,更多地了解他们一些,就会发现,天才可能并没有那么神秘。伟大的物理学家,他们都获得过诺贝尔物理学奖。费曼因为对量子力学的另类解释和对量子电动力学的重大贡献而闻名,他在调查“挑战者号”航天飞机失事原因过程中的表现更是让全世界人都知道了他;朗道是苏联最伟大的理论物理学家,他和他培育的学派在物理学的几乎每一个分支都留下了烙印;巴丁更是因为发明了半导体晶体管和创立超导电性的量子理论而成为唯一的两次获得诺贝尔物理学奖的人。巴丁的性格与行事和他们俩很不一样,他在公司里工作过很长时间。在大学里,虽然巴丁最喜欢的是数学课程,也选修过量子力学的课程,但获得的学位却是电子工程学学士。硕士毕业后,他在一家石油公司工作了三年,然后再到普林斯顿和哈佛大学做博士和博士后的理论研究工作。他的第一项诺贝尔奖获奖工作是在贝尔公司里做出来的,他与布拉顿和肖克利发明的半导体晶体管,具有很大的应用价值,开启了半导体产业革命的序幕;他的第二项诺贝尔奖获奖工作是在伊利诺伊大学完成的,他与库珀和施里弗创立的超导BCS理论,具有重要的理论意义,揭示了超导电性的微观物理机制。巴丁是个很聪明的人,但是他的外表看起来很普通,做事情也很稳重,他的人生轨迹似乎也是按部就班的。该上学的时候就上学,该工作的时候就工作,该结婚的时候就结婚。然后,然后就表现出与众不同的地方,该成功的时候他就成功了。他不像费曼和朗道那样特立独行,行事更像我们普通人。他和肖克利有过矛盾 虽然他们最后一起获得了诺贝尔奖,尽管肖克利在晚年的工作让他感到困惑、气愤乃至好笑,但是他不愿在公开场合批评肖克利。他乐于给青年人提供就机会,当他第一次获得诺贝尔奖的时候,超导BCS理论的工作刚做出来,他让两个年轻人去会议上宣读,以便他们及时得到学界的认同,不要被导师的光芒掩盖了。巴丁也会犯错误,起初他认为约瑟夫森提出的新理论是错误的,并且与其进行了激烈的争论——虽然约瑟夫森的理论也是建立。

芯片,未来物联网、人工智能时代最关键的技术、产业领域之一,关系到经济 健康 发展甚至安全。芯片及半导体产业本来是全球化分工、协同最好的领域,但是近几年全球半导体产业的震荡,几乎让所有工业化国家都感受到了危机。

危机已来,格局调整也已开始。

1

全球主要芯片及半导体产业玩家都开始了行动

中国现在已经几乎是举全国之力在加速芯片及半导体产业的提升,与此同时欧、美、日、韩等传统的芯片及半导体产业发达国家或地区也都没有闲着,一场全球性芯片产业革命大潮即将到来。

三星电子向美国德克萨斯州官员提交的文件显示,该公司正考虑在德州首府奥斯汀投资170亿美元建设一个新的芯片工厂,将可创造1800个工作岗位。新工厂将为外部客户生产先进逻辑设备。预计该工厂将在今年二季度破土动工,2023年三季度投入运营。甚至还有其它消息称,三星该工厂将可能生产最先进的3nm制程工艺芯片。

而早在去年5月,目前全球最大、最先进的芯片代工厂台积电就已宣布,有意在美国亚利桑那州建设并运营一座先进晶圆厂,将直接创造1600个高 科技 就业岗位。2021-2029年期间,台积电将为此工厂支出约120亿美元。

此后一段时间没什么大的进展消息,但已有报道台积电董事会已于去年11月份拍板35亿美元晶圆代工厂美国设厂计划。台积电规划于美国亚利桑那州凤凰城设置一座12英寸晶圆厂,预计于2024年上半年开始生产5nm制程产品。

接二连三的一系列消息证实,全球芯片玩家已经全部上阵,这意味着什么?这个行业要发生大事了。

2

当前越来越集中、高度垄断的全球先进芯片生产布局,将要彻底打破了

目前全世界高端芯片竟然只有二个大厂,这多少有些让人感觉意外,毕竟芯片制造可不是个小的行业。数万亿美元的产业,即便是高端制造也达到上千亿美元规模,这么集中的产业模式,风险巨大。

在全球市场氛围融洽,各方能紧密合作,能充分发挥市场调整机制及资源分配优势之时,确实这样的全球化提供了极高的行业效率。

但是现实却不会一直这么理想,风险已不期而至。去年华为被美国恶意打压、断供芯片就彻底打破了这个产业的“理想”模式。要知道美国的几十家芯片企业,还是代表着全球芯片的最高水平,全球对其都有很大的依赖性。而众多各类企业设计的先进芯片的制造,更是集中于少数工厂,台积电、三星就是二个仅有的先进芯片代工厂。

美国的英特尔目前还是IDM模式,可以自己设计、自己生产芯片,但是近几年英特尔也碰到了巨大的技术障碍,已经大大落后于台积电、三星的技术,有消息称英特尔也将逐步开始委托台积电生产了。

未来的芯片(及半导体)产业格局将会是台积电、三星全球开厂,当然本地化以后,肯定会受当地政策的制约。中、美、欧、日、韩及中国台湾地区全面开花的格局,原来的差别化的地区分工、协同模式将会减弱,也就是全球化程度将会退步。而且在此期间, 一定会发展出一批中国、欧洲的新的先进芯片工厂

如此,会大大降低台积电、三星的垄断地位,消除这个产业的风险高度聚集特征。从长远看,对全球产业有利,对台积电、三星其实是负面影响的。对中国的芯片产业来说,进入第一集团根本靠不上外部支撑,几乎一切都得靠自己去打造,但这却是必选项。

3

台积电、三星去美国开厂,对美国并无重大意义,反而还有副作用

台积电、三星(被催着)去美国开了工厂,算是美国的芯片产业回流计划取得了一定成功。但这 对美国有什么重大意义吗?其实意义并不大!

一方面确实可能给美国增加了几千人的就业问题,但这也只是区区两家工厂而已,所需员工就这么点儿。其次,美国原来很多高端芯片由台积电、三星在美国之外代工的模式有什么重大安全隐患吗?然并卵,其实根本就不存在!你听说过有哪个国家或地区曾经威胁过要给美国芯片断供吗?所以根本不存在通过芯片制造回流美国,以提高美国芯片产业安全这个事。

而且, 芯片工厂开到美国去还存在一个负面影响,那就是反而提高了美国芯片的制造成本,从而将会导致美国芯片涨价,反而降低其竞争力!

当然为了所谓产业回流美国,适度涨价、降低市场竞争力美国可能也愿意承担。不过这可就苦了美国芯片企业和全球供应链了。价格高了,自然会有一部分其它国家或地区的产品战胜美国芯片,也就是抢走美国芯片的市场份额。

当然对于不可替代、必须从美国买的芯片,那还是没办法的,仍需从美国采购,涨的成本也就只能由全球供应链承担、消化了。但是,经历了产业动荡后,全球都明白了依赖于美国芯片的高风险,很多国家和地区都在加大芯片研发投入,新的可以替代美国产的芯片必定越来越多,以后美国独家垄断的芯片一定会是越来越少。

这或许并不是美国搅乱全球芯片产业格局而希望出现的结果。但是没办法,曾经的全球化很难回去了,行业大玩家相互之间减少依赖性,将是必然的趋势。

4

欧洲会成功实现芯片自主吗?

说句实话,这事太难了!

欧洲几十个国家,欧盟的松散决策及运作、管理方式,以及内部贫富差距的高度分化,欧洲想团结一致搞大事真心太难。伽利略导航就是个明证。好好的一把牌,起步早,有技术实力,却是起了个大早、赶了个晚集。最终被中国北斗反超,就是欧盟内部瞎折腾、一团糟的结果。

从技术角度讲,欧洲科研和工业基础当然雄厚,集中力量和资源搞个芯片工厂,应该不存在太大的障碍,芯片产业比起中国的基础条件来说要好。欧洲的英飞凌、意法半导体、恩智浦等很多厂家本就排名全球前列,补补生产上的短板,欧洲芯片产业加速提升是有希望的。

加上全球唯一的高端光刻机(特别是EUV光刻机)制造商ASML就在欧洲,欧洲发展芯片制造,可谓是近水楼台先得月。

但,恰恰问题就出在这个团结一致上。我们很难相信欧洲能办成这个大事。但毕竟欧洲是看到了芯片产业形势的严峻以及市场趋势,就在当下还无法克服的 汽车 芯片短缺,也给了欧洲一个重重地敲打。目前19个国家达成一致行动,芯片提升一定会有一定效果的。

到时候应该可以削弱对美国的技术性依赖,以及减小对台积电、三星的生产依赖。这对中国也不是坏事,毕竟欧洲芯片技术起来了可以制衡美国,削弱美国对全球芯片技术的控制力度。而且欧洲技术取得突破、做大了产能,那就更需要市场了,中国恰恰就是最大的市场,所以这必定会给中国芯片供应链提供更多选择,减轻美国那边的压力。我们期待欧洲尽快进步。

5

中国将成为全球芯片产业的强大汇聚地,不但在规模和数量上,而且在技术水平上会有全面的突破

中国作为世界工厂,经济一直在持续、高速发展中。但之前中国一直是芯片需求大国,可谓一直是高、中、低端芯片全球大采购, 2020年芯片进口金额将连续第三年维持在3000亿美元以上 !2019 年我国芯片的进口金额为 3040 亿美元,就已远超排名第二的原油进口额。

我们不但高端芯片严重依赖美国、欧洲、日本、韩国以及中国台湾地区,甚至连中低端芯片(如各类 汽车 用芯片)都需大量向国外采购。 中国 汽车 用芯片依赖进口的比例达到惊人的90%以上,每年金额达到千亿元以上。

中国的芯片产业自主性极差,不但需要直接大规模全球采购芯片成品,更是 没有一点儿高端芯片的生产能力,还缺乏高端芯片生产的关键设备(如EUV光刻机)、原材料(如光刻胶、晶圆等) ,存在太多的芯片及半导体产业短板。

目前我国最先进的中芯国际芯片生产最先进的也才是14nm制程工艺,而去年台积电早已实现5nm量产,并在研发3nm、2nm技术。我国最先进的光刻机企业上海微电子最先进的光刻机才达到90nm水平,与ASML的差距好几代以上。

这才是美国能对华为断供的根本原因,被卡脖子的地方太脆弱。

但是未来这一切将会彻底改变。在中国芯片制造赶上全球先进水平后,中国全球工厂的地位更加强大,大量的芯片将会在中国研发、制造。到那时我们当然不会封闭,但会与美、欧、日、韩形成良性的市场关系,既有采购,也会有大量向这些国家地区的出口。这才是一种更合理的市场布局。

芯片产业的赶超,难度很大,这几乎就是一次工业化水平的整体赶超。三、两年肯定不够,三、五年也很难实现全面超越。但是我们其它没路可走,必须一个个攻克难点。

芯片生产企业得加把劲了,华为的麒麟9000芯片以及还在研发中更先进的芯片,还在等着国产制造呢,时不我待!


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