物联网所需的芯片用量远远大于消费电子,而且对芯片的制程和工艺要求比手机低很多。为了研制下一代手机芯片,国际大厂在制程上追赶5nm、3nm,将摩尔定律逼至极限,但一些车用、工业用的芯片甚至只需要14nm、28nm、45nm工艺水平,它对性价比的要求是更高的,对芯片适配业务、适应场景的能力要求也更高。
当前,这一波大规模的全球芯片短缺潮,自去年下半年来,疫情以及随之而来的自然灾害,日本工厂火灾、美国暴雪、东南亚封国等,正在让全球芯片供应了承受很大的压力,首先是供给端开始收缩,上下游之间的沟通效率降低、代工厂转单速度变慢,又逢2020年下半年电子产业的需求开始复苏。
这些现象恰恰在车用、工业用的芯片中表现十分突出。去年下半年,车用芯片首先开始告急,然后发展到工业芯片、家居行业的芯片,半导体供应链上,从代工、涉及到封装都进入了短缺状态。这种全线紧张的局面在芯片历史上几乎从未有过,而缺货的产品,很多是依赖于14nm工艺的芯片。
吴汉明认为,芯片产业面临的主要挑战是产业链太长、太宽,它必然依赖于全球的流通和全球化的正是因为这种流通,使得集成电路才能沿着摩尔定律发展到当今欣欣向荣的状态。
摩尔定律趋缓促使 14nm芯片成为高端芯片主流
14nm的重要性并非只在产业实践中体现。当下,行至极限的摩尔定律也在告诉我们这样一个事实:
摩尔定律是半导体产业的基本规律,即单位面积芯片上的晶体管数量每两年能实现翻番。摩尔定律延伸的结果是,芯片的成本在几十年内降低了百万倍,给社会经济带来巨大的效益。
吴汉明认为,整个集成电路产业技术发展最核心的四个要点,就是体积小、功能多、耗电小和成本低。
吴汉明指出,上世纪70年代,晶体管价格1美元/个,这个价格如今能购买上万个晶体管,如今一部手机中的芯片,加起来有百亿级规模的晶体管,若回到上世纪70年代,同样一部手机要花费百亿美元。
吴汉明表示,从晶体管的不断增加来看,产业仍然在遵循着摩尔定律,但是从单位成本来看,在2014年左右,芯片工艺演进至28nm时,100万晶体管的价格大约是2.7美分,当演进到20nm时,价格反而涨到2.9美分,晶体管的涨价现象,已经违背了当初的摩尔定律。从经济的角度来看,这是摩尔定律正在趋缓的表现。
当前,为了研制下一代手机芯片,国际大厂在制程上追赶5nm、3nm,将摩尔定律逼至极限,但一些车用、工业用的芯片甚至只需要14nm、28nm、45nm工艺水平。
从2020年全世界的集成电路的产品来看,采用10nm节点以下的品类只占17%,83%的产品都采用相对成熟的技术节点,应该高度重视相对成熟的工艺技术。