?2月25日,清華大學(xué)工程物理系教授唐傳祥研究組與來自亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心(HZB)以及德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB)的合作團隊在《自然》(Nature)上發(fā)表了題為“穩(wěn)態(tài)微聚束原理的實驗演示”的研究論文,引發(fā)了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注。這篇文章從內(nèi)容上報告了一種新型粒子加速器光源“穩(wěn)態(tài)微聚束”(Steady-state microbunching,簡稱SSMB)的首個原理驗證實驗,但SSMB作為一種光源,對于下一代光刻機的研發(fā)將起到非常重要的作用。而光刻機,尤其是高制程芯片的光刻機,是最近兩三年里聚焦國內(nèi)從政策制定者到資本市場目光的重要領(lǐng)域,這項試驗的成功,無疑對中國在光刻機領(lǐng)域追趕世界先進水平甚至實現(xiàn)反超注入了一針強心劑,對于汽車行業(yè)來說,避免在發(fā)展無人駕駛技術(shù)時遇到華為、中興類似的被放入實體清單導(dǎo)致的芯片禁運,具有戰(zhàn)略性意義。

無人駕駛對于專屬芯片需求的迫切

最近,全球車企幾乎都受到缺芯的困擾,這其中主要缺乏的就是MCU這樣的功能芯片。這類芯片更多的還是被瑞薩、德州儀器、意法半導(dǎo)體等幾家國際巨頭所壟斷。這些半導(dǎo)體公司并沒有在國內(nèi)設(shè)立工廠,其海外工廠在去年則深受疫情肆虐,導(dǎo)致工廠開工率不足,同時國際物流也不暢通,使得芯片終端供貨不足。由于國產(chǎn)化替代率較低,而且車規(guī)級芯片還受自身研發(fā)測試周期長,工作環(huán)境苛刻等影響,因而功能芯片供應(yīng)的緊平衡在將來的一兩年里也不會得到根本性的扭轉(zhuǎn)。消費電子的快速崛起以及智能化向越來越多行業(yè)的輻射與滲透,也會分流不少芯片代工廠的產(chǎn)能。

不過對于主機廠來說,相比于眼前遇到的MCU功能芯片的缺貨,L4級別無人駕駛技術(shù)所需要的AI主控芯片更是重中之重。L4的商業(yè)化落地是今后一段時間各大主流汽車集團的重中之重,誰能夠率先實現(xiàn)L4級別無人駕駛技術(shù)落地,誰無疑就站在整個行業(yè)的頂端位置。在這場誰都不能輸?shù)膽?zhàn)爭里面,雖然存在多種技術(shù)路線,但有一個共識那就是隨著無人駕駛技術(shù)代碼動輒數(shù)以億計,芯片的算力也需要不斷增加。相比于一般電池、電機控制器所用的芯片都還是28nm甚至更加落后制程的MCU功能芯片,將來車企的無人駕駛芯片肯定會不斷向消費電子芯片所靠近,14nm甚至是7nm的AI主控芯片應(yīng)該是各大主機廠未來L4級別無人駕駛的標(biāo)配。

芯片成為今年兩會關(guān)注的焦點

在今年的兩會上,包括上汽、東風(fēng)、長安、廣汽等國有車企掌門人的提案都將車規(guī)級芯片的國產(chǎn)化作為一個主要的提案方向。而中興、華為事件之后,包括工信部、中科院等也已經(jīng)將芯片設(shè)計以及制造視為重中之重。

芯片的研發(fā)投入巨大,目前國內(nèi)公認(rèn)的一款芯片的研發(fā)成本都在20億元級別,普通廠家難以負(fù)擔(dān)得起。研發(fā)完之后流片的單次成本就在2億元,一旦流片失敗,就意味著2億元打了水漂。除了需要源源不斷的資金之外,在芯片研發(fā)上還需要聚集一批科學(xué)家,人力成本也是一筆不小的支出。但國內(nèi)最近幾年在AI芯片設(shè)計方面,華為、地平線、寒武紀(jì)等都已經(jīng)有所突破,但是以中芯國際為代表的國內(nèi)芯片加工企業(yè),目前還是受到光刻機的制約,在技術(shù)水平上和三星、臺積電有不小的差距。而在車規(guī)級功能芯片MCU的領(lǐng)域,目前國內(nèi)并沒有如恩智浦、瑞薩這樣的芯片企業(yè),能夠和國內(nèi)外主機廠或者是大陸、博世這樣的零部件供應(yīng)商結(jié)成比較緊密的戰(zhàn)略合作,因此即便中芯國際擁有代工28nm、56nm這樣車規(guī)級MCU芯片的能力,國內(nèi)的芯片廠家也難以拿到主機廠這部分的訂單。

無人駕駛AI主控芯片突破并不遙遠(yuǎn)

未來隨著無人駕駛技術(shù)的普及,手機上會使用的7nm甚至更高制程的芯片,不僅面臨設(shè)計上的巨大挑戰(zhàn),國內(nèi)受制于美國的出口管制技術(shù),像中芯國際這樣的芯片代工企業(yè)也很難買到ASML的高制程芯片的光刻機。而沒有光刻機,那芯片制造便無從談起。如果最終各種技術(shù)路線都驗證了4nm或者更高制程的無人駕駛專屬芯片可以實現(xiàn)L4級別無人駕駛的商業(yè)化落地,那國內(nèi)車企就將真正面臨卡脖子的局面。正如同華為高端手機,無論從性能還是從銷量售價上都已經(jīng)看齊蘋果,美國一紙實體清單的禁令,就讓其沒有辦法從臺積電還有三星拿到代工的芯片,也沒有辦法從高通購買到芯片,就足見國內(nèi)在高端芯片方面的劣勢。到時候就算我們甚至可以搶在歐美車企之前部署L４級別無人駕駛系統(tǒng),但也會因為沒有芯片而面臨華為一樣的窘境。

在下一代光刻機光源上的突破,對于國人來說是一個值得鼓舞的信息。但是光源之外,我們要趕上國外光刻機的水平還有很長一段道路要走。為了避免車規(guī)級芯片缺貨的局面,國內(nèi)主機廠應(yīng)當(dāng)積極對接國內(nèi)的芯片設(shè)計和生產(chǎn)企業(yè),以更為開放的姿態(tài)來接納新興的芯片領(lǐng)域的供應(yīng)商,扭轉(zhuǎn)功能芯片完全被外資掌控的情況,像比亞迪、上汽英飛凌在IGBT功率芯片一樣,把生產(chǎn)留在中國;而在AI主控芯片方面,在設(shè)計領(lǐng)域我們已經(jīng)有所突破的情況下,完善制造環(huán)節(jié)的突破,用兩彈一星的精神攻克光刻機的制造技術(shù)。在智能網(wǎng)聯(lián)逐漸滲入各個行業(yè)的當(dāng)下,只有全盤掌握芯片技術(shù),中國制造才能真正轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊窃臁?/p>