这次,台积电拿捏不了我们?
据乌克兰媒体报道,第47独立机械化旅军士蒂莫菲·奥雷尔被授予“金星”勋章和乌克兰英雄称号,这是该部队首次获此殊荣。该旅于10月1日星期二宣布了这一消息。相应法令也发布在国家元首网站上。
出品 | 虎嗅科技组
作者 | 丸都山
编辑 | 苗正卿
头图 | 电影《敦刻尔克》
在特朗普还未正式“回宫”之时,台积电主动刷了波存在感。
11月12日,环球时报援引路透社报道称,美国商务部已致函台积电,要求其从本月11日起,停止向中国大陆客户供应7纳米及更先进制程工艺的芯片。
虎嗅就该新闻向国内某家已在台积电完成流片的芯片设计公司求证,对方表示未接到来自台积电方面的通知,但的确有收到后者的邮件,要求重做“投片资质”的 。
因此,并不存在台积电直接向中国大陆客户“断供”的情况。
另外,虎嗅通过与多位从业者及投资人沟通后得知,路透社提到的“7纳米及更先进制程工艺的芯片”的表述也不完全准确。
前台积电工程师、蓉和半导体咨询CEO吴梓豪向笔者表示,就目前掌握的信息来看,新的 标准将围绕“300平方毫米”和“7nm工艺节点”两项指标展开,最终还是会落在晶体管数量上。
根据测算,在7纳米制程工艺下,每平方毫米约有1亿枚晶体管。以Die Size(裸片尺寸)为300平方毫米为上限,最终晶体管数量将不超过300亿个。
举个更直观的例子,2020年发布的英伟达A100芯片,其晶体管数量为542亿;某款与英伟达A100对标,且已经广泛运用在算力集群搭建的国产AI芯片,其晶体管数量约为500亿个。
也就是说,即便不考虑后续芯片架构升级,现阶段的国产AI芯片,基本全都面临着接受 的问题。一个可能的情况是,未来国产AI芯片将再无法使用中国大陆以外的产能进行生产。
当然,这也并不意味着国内芯片行业受此影响,成为惊弓之鸟,在笔者与多位从业者谈及此事时,他们大多表示,在2022年美国《芯片与科学法案》签订后,对于外部政策的逐渐收紧,早有心理准备。
而在此般行业情绪中,因为半导体产业链国产化进程的提速,从业者们也都普遍保持着乐观预期。
影响几何?
首先需要明确的一点是,台积电不存在“向大陆 断供7纳米及更先进制程工艺的芯片”情况,正如上文所提到的,大陆厂商能否继续通过台积电代工芯片,取决于能否通过新的“投片资质” 。
在新规中,小芯片厂商基本都不在限制范围内,比如手机上的SoC,尽管目前手机的主流SoC工艺制程基本都在7纳米及以下,但SoC的Die Size(裸片尺寸)较小,因此即便是更先进的制程节点,也不会受到更多限制。
吴梓豪表示,就Die Size和晶体管总数来看,未来国产SoC推进到台积电3纳米制程问题不大。
值得一提的是,虎嗅结合多方信源得知,国内某大厂自研的3纳米SoC项目,已于前不久在台积电完成流片,预计在明年下半年规模量产。
而在“大芯片”厂商中,ADAS(高级驾驶辅助系统)芯片可能会受到部分影响,因为目前国内自研的ADAS芯片,部分尺寸都在300平方毫米左右,且采用的工艺制程为7纳米。
至于究竟哪些国内ADAS芯片厂商会受到影响,还需要在台积电新规细则公布后讨论。
但基本可以肯定的一点是,AI芯片几乎全部在新规的限制中,以英伟达A100芯片为例,其使用7纳米工艺制程的基础上,Die Size约为826平方毫米,其他性能接近的国产AI芯片的Die Size也近似于这个尺寸。
这种情况下,国产AI芯片的流片将无法再依赖台积电,大概率需要转单到中国大陆。而在大陆的代工厂商中,在先进制程领域中,基本靠中芯国际独扛大旗。
在谈论中芯国际这家公司时,有一个话题热度始终不减,即“EUV光刻机”。
由于众所周知的原因,中芯国际自2020年12月后,便无法从A L获得先进的EUV光刻机,只能通过多重曝光的技术,用DUV光刻机去完成先进制程的生产,而中芯国际本身也从未向外界公布过,现阶段先进制程的研发进展。
不过,一位国内某晶圆代工厂研发负责人向笔者表示,从技术路径来看,利用多重曝光做先进制程芯片的方式完全没有问题,因为台积电在获得EUV光刻机之前,就是通过此方式完成对7nm工艺制程的技术预研,已经得到了充分的技术验证。
真正可能存在限制的是产能问题。按照中芯国际此前发布的财报,今年3季度,公司各条产线的整体稼动率已经达到90.4%,月产能达到88.43万片。即便是明年中芯国际的产能100%的满载,所能提供的产能对于中国大陆AI芯片厂商来说,依然是杯水车薪。
而对于此次事件的另一方台积电来说,与大陆AI芯片厂商一起面临着“双输”的局面。
这里需要说明的是,尽管台积电对大陆的芯片代工被各种限制,但结合台积电2023全年及今年前三季度的财报来看,现阶段中国大陆客户在总营收中占据的比例约在11%-13%左右。
我们可以做个简单的测算,根据台积电三季度财报,目前在先进制程方面,公司的3纳米、5纳米及7nm合计占晶圆代工收入七成左右。
也就是说,如果未来台积电对大陆AI芯片代工做出限制,那么对于这家公司来说,可能会造成7%-9%的营收损失。
可能没那么急迫
对于中国大陆的AI芯片厂商来说,接下来芯片的代工,将成为需要 的首要问题。
除了向大陆代工厂转单外,也有厂商选择与国外厂商合作的方式来绕过 。比如某互联网大厂在自研AI芯片时,就选择与博通联合研发,两者合作开发的芯片最终可能交由英特尔代工。
当然,这种策略的弊端也是显而易见的,随着外部政策的收紧,与国外芯片设计厂商合作下单充满不确定性。
而另外一种可能发生的情况是,过去to B的AI芯片厂商转入消费级GPU赛道。
这里需要说明的是,无论是叫AI芯片,还是叫高性能计算卡,亦或者叫AI加速器,本质上这类芯片与消费级GPU并无太大差异——少数采用FPGA与ASIC方案的除外,因此转型相对容易。
而从消费级GPU来看,目前台积电的新规对此类产品并没有限制。以英伟达RTX 4080为例,作为一款高端消费级GPU,在使用台积电4N(等效5纳米制程)工艺的情况下,其Die Size面积约为293平方毫米,算是踩着新规的上限。
不过,消费级GPU的门槛丝毫不比专业AI芯片低。虽然两者在架构上趋近,但前者需要 大量的兼容性及适配问题。
回到AI芯片的问题上,在台积电新规生效后,大陆的AI行业是否因此会受到冲击?如果只是从下游应用端来看,真的没有“那么急迫”。
因为目前AI行业中存在着明显的“算力过剩”问题。
前不久,美国AI推理服务供应商Fe herless.AI的联合创始人Eugene Cheah撰文指出,目前部分H100芯片的租赁价格已经从去年的8美元/小时,下降至2美元/小时。
虽然国内的降价幅度没有海外那么明显,但在AI服务器租赁价格上也出现了价格腰斩的情况。
一位服务器租赁从业者表示,他所在公司在近期对H800(80G*8显存、2T内存)服务器的报价为12万元/月,而同等配置下,该型服务器的月租赁价格在去年高点时为28万元。
另有一位互联网大厂系统架构师向笔者表示,去年互联网大厂与电信运营商在智算中心的搭建上花了大力气,各家手里都要“大几万卡,乃至十万卡级别”的集群,算力在短期内是完全不缺的。
“在智算中心搭建时,有相当大一部分是需要满足国产化的需求,但本身国产AI芯片对各种模型的兼容性还没有那么高,即便大模型厂商想把原本NV的Workload(工作负载)迁移过来,这个过程也比较慢,因此可能会造成进一步的算力闲置”,这位系统架构师向笔者说道。
一言以蔽之,台积电向中国大陆AI芯片厂商展开重新 ,对于大陆AI产业的发展来说,并不会带来什么次生影响。
半导体国产化,迫在眉睫
就在“台积电内部 ”的消息被爆出不久,据台媒《经济日报》报道,三星的晶圆代工业务部门也向中国大陆客户发出了类似 投片资质的通知。
由于三星先进制程在国内的客户较少,笔者暂无法核实该条消息的真实性,但可以肯定的一点是,在特朗普 上台后,对于中国大陆半导体行业的限制大概率会持续收紧。
有从业者向笔者表示,相较于台积电代工的限制,他们更担心的是HBM(高带宽内存)芯片供应受限。
用一个不完全准确的例子说明,在大模型训练中,AI芯片需要处理大量的并行数据,其中算力决定了每秒处理数据的速度,而带宽则决定了每秒可访问的数据,HBM的设计初衷就是向GPU提供更多的内存及带宽需求。
就目前的行业现状来看,AI芯片的算力增长幅度是要高于带宽增长的,这使得GPU资源实际上并没有得到充分利用。
在全球范围内,能够量产HBM芯片的只有SK海力士、三星及美光三家,且前两者去年的市场份额合计达到91%。
而对于国内AI芯片厂商来说,SK海力士的主要产能基本被英伟达等大厂包揽,美光对国内出口存在限制,三星的HBM芯片几乎是他们 能够拿到的HBM产品。
这是一个 值得警醒的信号,无论外部政策会不会继续压缩,在AI时代下,半导体行业的国产化都是个刻不容缓的问题。
值得欣慰的是,近几年半导体产业链的国产化进程十分显著。
一位国内晶圆厂高管向笔者表示,在半导体代工端,国产化设备的占比,基本已经成为各厂商建线时最先考虑的问题。
“倒退回10年前,在常见的半导体11类设备中,除了清洗设备外,几乎就看不到国产设备,而现在除了光刻机外,包括刻蚀、溅射、CVD等几乎所有工段的设备均实现了国产化。”
而从去年开始,国内晶圆厂对设备的国产化需求,甚至已经到了对设备上的零部件逐一排查的地步。
此前,就有半导体设备制造商向笔者提到,她所接触的客户中,就有不少人表示,哪怕设备上的进口零部件可以保证三年不出故障,而国产零部件只能用一年,还是得用国产。
“因为他们中间,真的有厂商经历过因无法取得进口设备零件,导致设备停工半年的情况。”这位半导体设备制作商表示。
另结合多位从业者的判断,目前国内晶圆代工的情况是,除光刻机外,28纳米及以上的工艺制程,半导体设备国产化已接近100%。虽尚未实现“完全国产化”,但足以保障芯片安全。