「小晶片」,這個被西方視為開發先進製程晶片費用日漲情況下的一種替代方案,被中共當局吹噓成「彎道超車」方法。專家指出,中共的確是在走「彎道」,但不可能「超車」。

在美國斷供先進晶片的情況下,對西方而言,「小晶片」可能只是一種備用,而專家表示,小晶片在中共則可能是一種自我安慰的想法,可以稱為阿Q晶片。

甚麼是「小晶片」?

隨著摩爾定律逼近物理極限,製造先進製程晶片的費用接近天價,一種被稱為「小晶片」(chiplet,又稱為芯粒)的技術,被視為未來提升晶片性能的一種備用的替代方式。

分析人士認為,摩爾定律可能還會繼續下去,但從經濟角度來說根本就行不通。新一代晶片需要更多的環節,出錯的可能性更高,每個晶體管的成本,已經不再像幾十年來那樣下降,而是在不斷上升。根據預測,到2025年2納米製程的晶片花費,要比2011年28納米晶片高出14倍。

這意味著建造一座先進晶片廠,成本可能遠遠超過100億美元,只有那些財力最雄厚的大公司才敢去嘗試,目前只有三家即台積電、三星和Intel,準備籌建新工廠。

摩爾定律帶來的收益遞減,使得封裝技術變得越來越重要。「小晶片」封裝技術成為設計功能更強大晶片的一種更簡單方式,它不是將整個微晶片作為一個單元,而是通過將不同工藝節點、不同功能,甚至不同材質的晶片,如同搭積木一樣,通過先進封裝技術集成在一起,從而形成一個系統級晶片(SoC),以平衡晶片計算性能與成本。

「小晶片」封裝技術,已成為推動半導體進步的重要工具,對於人工智能、數據中心、自動駕駛汽車和軍事硬件等領域創新的行業來說,這是多年來最大的轉變之一,AMD、蘋果、亞馬遜、Tesla、IBM 和Intel都推出了類似產品。

PTT創站站長、AI Labs創辦人杜奕瑾。(李怡欣/大紀元)
PTT創站站長、AI Labs創辦人杜奕瑾。(李怡欣/大紀元)

台灣AI實驗室創始人、美國微軟公司原人工智能團隊(AI.R.)的亞太研發總監杜奕瑾對大紀元表示,小晶片就是把晶片模組化之後,不需要那麼先進的製程,它的好處是生產成本會比較低,需要的工藝能力也不高,也可以做到很好的運算能力,依賴的是封裝技術。

「蘋果之前有一個晶片,就是用小晶片來做的,一些晶片廠商,他們會思考用小晶片來做一些不是那麼主流運算的超級電腦。如果說今天沒有更先進的製程,它可以是一種替代方案。」他說。

「隨著晶片變得越來越小,晶片的排列方式(即封裝)變得越來越重要,我們需要在美國實現這一點,」美國商務部長雷蒙多 (Gina Raimondo)今年2月份在喬治城大學的一次演講中說。

小晶片也成為美國產業政策制定的焦點,去年通過《CHIPS 法案》中,部份目的還在於刺激美國的先進封裝工廠掌握更多這一重要流程。由於小晶片封裝技術需要大量體力勞動,矽谷公司在50多年前就將封裝業務轉移到工資較低的亞洲國家,大多數晶片通常會空運到台灣、馬來西亞、南韓和中國等。

台灣中央大學經濟系教授邱俊榮對大紀元表示,小晶片純粹就是基於技術成本和市場的考慮,跟地緣政治和國際競爭沒有關係。摩爾定律晶片一代一代效率越來越高,但成本增加也非常非常快。如果把兩個效能不太好的晶片封裝在一起,基於成本的考慮,當然這種備用的產品就會出現。

「過去封裝的成本相對相當高,要把兩個晶片黏在一起不划算,就直接用一個晶片就好了。但現在晶片生產成本實在太高了,封裝的成本相對就低了,相對低的時候,就寧可把兩個可能不是那麼厲害的晶片,通過封裝把它黏在一起。」

2021年3月17日,江蘇省南通市捷捷微電子股份有限公司的一家工廠,工人們在製造晶片。(STR/AFP via Getty Images)
2021年3月17日,江蘇省南通市捷捷微電子股份有限公司的一家工廠,工人們在製造晶片。(STR/AFP via Getty Images)

「彎道超車」還是「走彎道保命」?

小晶片被西方視為開發先進製程晶片費用日漲情況下的一種替代方案,這種跟晶片製造毫無關係的封裝技術,卻被中共當局吹噓成「彎道超車」,還出現了「繞過光刻機」、「老美封鎖徹底失敗」等等說法。

大陸行業專家也稱,小晶片技術可作為助力國產半導體產業發展的核心動力。通過小晶片技術,可以突破美國先進製程的限制,擺脫「卡脖子」的問題,對中國晶片產業實現彎道超車有著重要指導作用。比如,搭配28nm、14nm等不同製程晶片,通過Chiplet等技術集成的晶片,可接近7nm晶片性能和作用,而且還節省成本。

小晶片技術在2021年也突然火起來了,北京正在迅速將小晶片技術應用於從人工智能到自動駕駛汽車等多種應用中,從科技巨頭華為到軍事機構等實體都在探索其用途。

路透社報道說,至少有20份政策文件,從地方到中央政府,將小晶片技術視為增強中國「關鍵和尖端技術」能力的更廣泛戰略的一部份。

中共政府公開文件還顯示,中共為專門研究小晶片技術的研究人員提供價值數百萬美元的經費資助,近年來,數十家規模較小的公司在中國各地湧現,以滿足國內對小晶片等先進封裝解決方案的需求。


台灣中央大學經濟系教授邱俊榮(邱俊榮提供)
台灣中央大學經濟系教授邱俊榮(邱俊榮提供)

邱俊榮表示,「如果小晶片這麼厲害,可以取代先進製程的晶片的話,那整個台積電或三星做的事情,就像傻瓜一樣,為甚麼沒事要去發展3納米、2納米的晶片呢?」

「對其它國家來講,小晶片技術不太重要,就是找到一個替代傳統晶片的方式,很難想像台積電或者是三星,把大部份努力放在這種小晶片上面。但是對中國(中共)來講,就是當它被卡脖子,沒有辦法去生產先進製程晶片的時候,至少不會因為脖子被卡就活不下去,大概就是只有保命的功能。」 邱俊榮說。

「所謂的彎道超車非常困難,因為並不是只有中共在發展小晶片技術,美國、台灣也都一樣,這個要彎道是因為中國(中共)沒有直路可以走,只能走彎道,但對其它國家來講,既有直路也有彎道。」

杜奕瑾表示,「小晶片因為製程沒有那麼好,缺點就是它的運算功效差、耗電,沒有辦法像台積電2納米這種主流的高速運算晶片那麼強大。肯定也沒有那麼有效率,比如說同樣作為手機這種依賴電池供電設備上的晶片,那小晶片就比較耗能。」

「小晶片製造技術可以繞過這種晶片供應的限制,但如果說是不是可以完全取代目前高端晶片的運算能力,我覺得可以填補,但是沒辦法做取代。」 杜奕瑾說,「小晶片全世界都有先進封裝的能力,也就是說,如果說以先進封裝能力來講的話,它可以說是一個彎道,繞過這種晶片供應的這種方法,那以至於說是不是超車?因為大家都有這種能力的話,能不能超車就不能確定了。」

中華經濟研究院助研究員王國臣也對大紀元表示了同樣觀點,他說,「對中國大陸來講,可能是彎道超車的方法。可是實際上是不是能夠達到,是懷疑的,因為就算他們有這樣的技術,他的設備可能都還需要一點時間去發展,很難想像一個國家從晶片製作設備到晶片的產出,都完全擁有,這比較不實際。」

邱俊榮表示,「封裝的技術不是甚麼太了不起的事情,誰都會,不算是太厲害的技術。如果我把兩個7納米、5納米的晶片黏在一起,但你只有14納米的晶片可以黏在一起,雖然我們一樣會黏,但是重點是我有兩個比你厲害的晶片來結合,所以到最後問題還是你要拿甚麼樣晶片來整合在一起。」

「小晶片」和「大謊言」

台灣國防安全研究院戰略與資源所所長蘇紫雲對大紀元表示,首先小晶片基本上就是大謊言,、大內宣,因為小晶片只是一個封裝技術而已,而且中國的小晶片跟其它國家的小晶片是不同的。

「中國的小晶片是把好多有限的舊製程的小晶片,集結在一個封裝裏面,沒有結構上的進步,並不是7納米以下的,只是說封裝在一個比較大的黑盒裏面去,那它裏面做了線路的連接,那這是封裝的技術,與晶片本身其實是關聯不大的,所以才說它是一個小晶片,大騙局。」 蘇紫雲解釋說。

台灣國防安全研究院國防戰略與資源研究所所長蘇紫雲。(中央社)
台灣國防安全研究院國防戰略與資源研究所所長蘇紫雲。(中央社)

 

「西方小晶片就不同了。為甚麼?因為西方的小晶片是先進製程,不管是7納米、5納米等等,那同樣封裝在一個大匣子裏面,可是晶片的體質跟中共晶片的體質就完全不同了。你的是舊晶片,那西方是新的晶片,這是無法做比較的原因。」

蘋果在高配台式電腦Mac Studio所使用M1 Ultra晶片,就是運用一種小晶片技術,將兩個M1 Max晶片的管芯相連,由1140億個晶體管組成,是個人電腦晶片中有史以來最多的,是M1的7倍。

去年夏天,Intel最近發布的Ponte Vecchio圖形處理器,每個都由63個不同的小晶片組成,這些小晶片相互堆疊在一起,包含1000億個晶體管。

今年1月份,AMD披露了一款不尋常產品MI300的小晶片計劃,將用於計算的小晶片與圖形設計的小晶片及大量內存晶片結合在一起,擁有1,460億個晶體管。

蘇紫雲表示,「核心的問題就在於製程,中共現在不只先進製程沒有辦法跟西方比較,連舊製程可能都會慢慢萎縮,就是原來的深紫外光機台(DUV)也會被荷蘭封鎖,所以它目前的晶片生產能力就會變成逐漸倒退。」

「彎道超車基本上只是一個想像,它想出好多名字,甚麼小晶片,接著又是彎道超車等等,但核心問題一樣,這只是一個供他們內部自我安慰的一個想法而已,簡單講這個叫做阿Q晶片。」

蘇紫雲打比方說,西方的先進製程像是豪芒雕刻,中共的只能說是小楷毛筆,豪芒雕刻在一個米上面,也許可以雕為一千字,小楷毛筆寫在一個宣紙上面一千字,體積當然就不同。小楷毛筆再怎麼拼湊,還是無法像西方先進製程一樣,相差不可以道里計。

蘇紫雲說,「我們只是把它點破,當然就是這一切都是中國共產黨自己造成的,讓中國人民受苦,才會有今天的局面。」

「不管中共它開發出甚麼新的名詞來,只要不是先進製程的,那通通都是宣傳用的。至於延伸的人工智慧的運用,這個運用可能就是更加的癩蛤蟆,想吃天鵝肉的。」#

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