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北大-华为联合研发碳基芯片,麒麟换道超车能否“卡美国脖子”?
送交者: chineseNY[♂★★声望品衔10★★♂] 于 2022-07-20 22:06 已读 1803 次 6 赞  

chineseNY的个人频道

就在2020年第二季度华为第一次超越三星成为世界第一大手机厂商的振奋人心的时刻,台积电宣布将在9月份中旬开始受美国制裁影响无法给华为继续代工最新工艺的芯片。下半年华为最高端手机mate40 搭载的麒麟9000将成为海思麒麟最后的绝唱! 6park.com

华为手机CEO余承东 6park.com

这个悲情的消息是在在8月7日的中国信息化百人会2020峰会上传出的,华为手机业务总裁余承东在会上说,华为因为美国第二轮制裁的影响,9月5日之后,台积电无法代工生产海思麒麟芯片了,而且芯片最近都处于缺货状态,华为的手机没有芯片了,没有了供应,造成今年发货量可能低于去年的2.4亿台,今年下半年可能是华为最后一代海思麒麟高端芯片。 6park.com

微晶片生产 6park.com

华为也想到了对策,在余承东宣布麒麟即将无芯可产的前几天,8月4日,华为与老牌手机soc厂商联发签署合作意向书,并定了1.2亿颗芯片的超级大单。华为去年一年的手机销量为2.4亿部,1.2亿颗采购大单,意味着将近一半的华为手机将换上联发科的芯片。

虽然有了权宜之计,但是由台积电高端先进制程代工的麒麟芯片无法继续生产仍是一件非常遗憾的事情,何况国内最先进的芯片代工厂商中芯国际因为本身也涉及大量美国技术,受美国制裁政策影响,也不能为麒麟代工芯片,难道华为麒麟就此淡出手机历史舞台了吗?
“即使高端麒麟芯片不生产了,也要支持华为手机"但这句话忽视了一个定律

面对美国的无理制裁,有消费者说,现在手机芯片每十八个月性能翻番,性能已经够用了,可以不使用最新工艺的芯片,也要支持华为。

但是这种说法只考虑到了芯片领域性能进步的的摩尔定律,却忽视了另外一个问题,芯片虽然每隔不到两年,价格不变的情况之下,性能确实会翻倍,但是增加的性能会迅速被软件厂商更新的应用全部吃掉,不信你可以打开手机设置,看看你的微信、支付宝、QQ等常用app所占用的内存。当你用落后的制程工艺的手机时,卡顿会让人无法正常使用手机。因此仅靠民族大义去支持华为是行不通的,华为还是要打造更新更快更高性能的芯片。

但是在硅基芯片时代,中国在光刻机领域要想突破美国的封锁谈何容易,中芯国际14nm工艺早在2016年就试产成功,因为良品率的问题直到今年才敢量产,而且在今年已经大大落后于竞争对手的14nm工艺受美国制裁的影响还是不能给华为代工。

既然高端工艺美国不给华为用,更落后的14NM也不给华为用,那华为在芯片代工生产方面能否换道超车?
北大正在性能更强功耗更低的碳基芯片领域与 美国麻省理工展开激烈角逐

手机电脑等所有的芯片属于硅基芯片,台积电最新制程工艺是5nm,台积电和三星也正在研发3nm甚至1nm制程工艺,硅基芯片的时代是由美国主导的,这也是为什么美国为什么可以让台积电和中芯国际不给华为代工的理由,但是1nm这个看似宏伟的目标其实是硅基芯片发展的物理极限。再往下几乎无路可走,摩尔定律也将终结。 6park.com

碳纳米管 6park.com

那替代硅基芯片的替代物是什么?中国是否在发展?和美国的差距有多大?

好消息来了,就在今年2020 年 5 月 22 日,北京大学彭练矛院士在国际著名期刊《科学》杂志发表了题为《用于高性能电子学的高密度半导体碳纳米管平行阵列》的研究论文 6park.com

彭练矛院士 6park.com

论文中表示,北大团队在世界上首次实现性能超越同等栅长的硅基 CMOS 技术的晶体管和电路。这一激动人心的成果可以说是碳基半导体投入规模工业化的伟大一步。

当然这么重要的研究美国也在做,美国做相关研究的机构有IBM、英特尔、麻省理工,其中做的最好的是麻省理工的舒拉克团队,2020年6 月 1日,舒拉克在《自然·电子学》杂志发表了题为《在商用硅制造设施中制造碳纳米管场效应晶体管》的研究论文,与北大论文发表时间相隔不到一个月,可见竞争之激烈! 6park.com

北京大学碳基芯片团队 6park.com

面对美国的追赶,彭练矛院士说,目麻省理工制作的薄膜还是无序的,性能也不一定优良。 6park.com

美国碳基芯片 6park.com

相比较之下,我国科学家在碳基集成电路技术的基础- 高性能碳基晶体管和高质量碳纳米管材料方面没有竞争对手,一部分成果已经做到世界最好。对比彭院士自信的说:“我们在碳基集成电路领域深耕二十年,还没有看到什么令我们觉得走不下去的障碍。 ” 6park.com

3D碳纳米管 6park.com

可以说在硅基芯片时代,中国芯片领域发展像是“在别人的墙基上砌房子”,而现在有希望自力更生,在自家院子建高楼!北京大学电子学系彭练矛院士,耗二十年之力,终于在碳管研究上实现重大突破。
华为积极与北大合作

一项技术的研发,闭门造车可是不可取的,华为公司在得知北京大学彭院士团队在碳基芯片领域的突破后,第一时间与团队取得联系,可以说产学研相结合的方式将更有利于碳基芯片产业商用落地。
碳基芯片比较硅基芯片有什么优点?什么时候商用?能否卡美国脖子?

彭练矛院士表示,90纳米碳基工艺,在性能上就可以与28纳米硅基芯片相提并论,可以说优势突出,碳基甚至可以突破硅基芯片的限制达到1nm以下工艺!并且性能是同样制程工艺硅基芯片的十倍! 6park.com

彭院士 6park.com

对于碳基芯片的量产时间,彭院士团队表示,预计未来三至五年内就能见到相对较简单的物联网芯片商用。智能手机碳管芯片,可能还需要较长时间。

令人备受鼓舞的是,我国北京大学在碳管材料上取得的突破,至少比美国多两年先发优势。

相信在北京大学彭练矛院士和华为团队的通力合作下,我国真正能在碳基芯片领域换道超车,真正摆脱美国的限制!

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