內地谷小晶片難突圍
欠通用標準礙商用 美或隨時打壓
美國全方位精準打擊中國,其中在晶片範疇上阻礙取得高精密儀器來生產高級晶片,使得內地要另闢蹊徑。其中小晶片(Chiplet或譯芯粒)被視為快速的解決方案,國家自然科學基金去年就公布資助17至30項芯粒研究項目,涉及設計、製造、封裝等,目標從中發展出一條基於自主積體電路製程提升晶片性能一至兩個數量級的新技術路徑。究竟甚麼是小晶片?在高端晶片技術上是否真的可以「彎道超車」?
與將所有組件整合在一塊硅片上的傳統晶片相比,小晶片採用模組化方法。可以簡單想像為一塊先進、多工的晶片,按功能拆分為一小塊、一小塊的小晶片。每塊小晶片都各司其職,例如資料處理或儲存;然後將它們連接起來成為一個系統,或稱集成的晶片(Die)。
提高性能 降製造成本
這樣做的好處是由於每塊小晶片都更小、更專注於其作業,因此製造成本便可以更低,並且發生故障的機會率更小。同時,系統中的各塊小晶片可以更換為更新、更好的版本,以提高效能,而其他功能組件則保持不變。國家自然科學基金會指出,組合封裝在一起的小晶片,提高性能的同時,有效降成本並縮短晶片開發周期,加速晶片迭代速度,例如用兩塊14納米晶片封裝可達到10納米晶片的性能。
而且內地在其中一個工序——封裝上,站在較佳的位置。所謂封裝,是將晶片連接印刷電路板或其他電子元件,讓訊號與電流能夠順利地傳遞,並且廠商會在封裝後進行測試,確認晶片的可靠性以及良率。
現時內地企業已經佔據全球38%的晶片封裝份額,只是封裝技術被指落後於台灣和新加坡等地的公司,但哥倫比亞大學研究電訊和晶片設計的教授克里希納斯瓦米(Harish Krishnaswamy)指出,封裝的標準化和自動化程度較低,更依賴熟練的技術人員,而且由於內地的勞動力成本仍然比西方便宜得多,「我認為內地不需要幾十年的時間才能迎頭趕上」。
耗能發熱較高端晶片高
小晶片前景看似一片美好,但其實限制亦不少。首先它耗能和發熱上較高端晶片高;而且小晶片行業沒有全球業界認可的通用標準,這將阻礙該技術承諾的可客製化水準,令電子產品的公司會更傾向使用傳統一體成型晶片。
總括而言,小晶片可讓內地的運算能力不至於落後西方太多,但仍難完全取代高端晶片,而且其他國家的科技公司亦可在小晶片製造上鑽研,與中國競爭。另外,美國經常審視其對中國晶片的制裁,往後難保小晶片範疇也會被打壓,內地晶片行業仍有艱難的路要走。