什么是摩爾定律？摩爾定律陷入瓶頸期

今年中國(guó)芯片行業(yè)可謂喜事連連，取得了許多突破，其中更有兩項(xiàng)重要芯片技術(shù)取得了全球領(lǐng)先水平，外媒認(rèn)為中國(guó)芯片所取得的突破正在動(dòng)搖美國(guó)芯片的根基。

第一個(gè)是存儲(chǔ)芯片技術(shù)的突破，中國(guó)存儲(chǔ)芯片企業(yè)已研發(fā)成功232層NAND flash存儲(chǔ)芯片，這達(dá)到了美日韓存儲(chǔ)芯片的最高技術(shù)水平，這是中國(guó)存儲(chǔ)芯片技術(shù)歷史性的突破，也是中國(guó)芯片技術(shù)發(fā)展最快的技術(shù)之一。

中國(guó)的存儲(chǔ)芯片企業(yè)大多成立于2016年，隨后中國(guó)存儲(chǔ)芯片企業(yè)先后研發(fā)了32層、64層、128層NAND flash存儲(chǔ)芯片，趕上了全球主流水平，如今又研發(fā)成功232層NAND flash存儲(chǔ)芯片，每1-2年升級(jí)一次技術(shù)的進(jìn)度讓海外媒體震驚。

另一個(gè)則是芯片架構(gòu)，中國(guó)力推的RISC-V芯片架構(gòu)如今已在中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)獲得廣泛應(yīng)用，RISC-V芯片出貨量突破了100億顆，隨著RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)的成功，中國(guó)芯片行業(yè)正力推RISC-V芯片架構(gòu)進(jìn)入移動(dòng)、PC處理器市場(chǎng)，打破ARM的壟斷。

芯片架構(gòu)的發(fā)展對(duì)美國(guó)芯片具有重大威脅，X86完全由美國(guó)芯片企業(yè)掌控，ARM則深受美國(guó)影響，美國(guó)芯片依靠掌控核心芯片架構(gòu)從而取得了主導(dǎo)芯片市場(chǎng)的權(quán)力，而如今中國(guó)發(fā)展的RISC-V芯片架構(gòu)打破了美國(guó)對(duì)核心芯片架構(gòu)的掌控，可謂動(dòng)搖了美國(guó)芯片的根基。

半導(dǎo)體行業(yè)起源于西方國(guó)家，他們的芯片企業(yè)發(fā)展較早，所以很多芯片標(biāo)準(zhǔn)都是歐美企業(yè)制定的，我們只能跟隨進(jìn)行發(fā)展，這樣就導(dǎo)致了我們的芯片發(fā)展會(huì)受到限制。

就比如芯片制造，一直按照摩爾定律向微縮方向發(fā)展，我們只能去追趕人家。今年3月，十大巨頭再次制定小芯片標(biāo)準(zhǔn)，我們不再跟隨，中國(guó)小芯片標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布!

大家有沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)一句話：一流企業(yè)定標(biāo)準(zhǔn)、二流企業(yè)做品牌、三流企業(yè)做產(chǎn)品。意思就是要想成為一流企業(yè)，就必須成為標(biāo)準(zhǔn)的制定者，至少能牽頭制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

每個(gè)行業(yè)的發(fā)展都需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)成為標(biāo)準(zhǔn)的制定者，誰(shuí)就能成為行業(yè)的引領(lǐng)者。半導(dǎo)體行業(yè)也不例外 ，不過(guò)歐美芯片巨頭占據(jù)優(yōu)勢(shì)，率先制定了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

就比如芯片設(shè)計(jì)離不開(kāi)的架構(gòu)，就是設(shè)備軟件與硬件之間的契約，規(guī)定了一套標(biāo)準(zhǔn)。

光線追蹤，這個(gè)曾經(jīng)只被端游玩家討論的詞，在今年年底終究是被手游玩家“夠到”了。

11月，聯(lián)發(fā)科和高通相繼在手機(jī)芯片上實(shí)現(xiàn)了“移動(dòng)光追”，一時(shí)間引起了熱議。“這可能會(huì)給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大變化，甚至可以拉動(dòng)新一波換機(jī)熱潮?！币晃皇钟瓮婕壹?dòng)地說(shuō)道。

移動(dòng)光追技術(shù)發(fā)布的背后不容忽視的大環(huán)境是，手機(jī)市場(chǎng)低迷，摩爾定律陷入瓶頸期，手機(jī)芯片“兩年性能翻倍,五年改頭換面”的高速發(fā)展時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返。

和曾經(jīng)高速且輝煌的年代相比，移動(dòng)光追的發(fā)布，也不由得令外界質(zhì)疑起了聯(lián)發(fā)科和高通對(duì)芯片的更新是“擠牙膏式”，輕輕的。

而移動(dòng)光追，這顆“豆粒大小的牙膏”，在另外一部分發(fā)燒友眼中，“食之無(wú)味，棄之可惜”。

一、聯(lián)發(fā)科和高通，一起“擠牙膏”

在手機(jī)發(fā)燒友圈內(nèi)一直有這樣一個(gè)說(shuō)法，自從2020年華為麒麟芯片被制裁之后，聯(lián)發(fā)科和高通兩家的發(fā)布會(huì)，就開(kāi)啟了“擠牙膏”模式。

麒麟缺席后，中高端手機(jī)芯片市場(chǎng)除了蘋果之外，能夠一騎絕塵的也就只剩聯(lián)發(fā)科和高通兩家?，F(xiàn)今，這三家的中高端手機(jī)芯片蘋果A系列、驍龍8系、天璣9000系列在性能上也已經(jīng)超過(guò)了麒麟9000，放慢腳步躺著賺錢，也能夠被理解。

當(dāng)然，麒麟的退出并不是主要原因。在這背后，其實(shí)也與芯片自身的技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。

最明顯的莫過(guò)于，摩爾定律陷入瓶頸期。

什么是摩爾定律?即當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18個(gè)月翻兩倍以上。

在1986年到2003年之間，半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循著摩爾定律發(fā)展，芯片做的越做越小，單位面積的晶體管數(shù)量越來(lái)越多，功耗越來(lái)越低，價(jià)格也越來(lái)越便宜。

但現(xiàn)在，半導(dǎo)體制程工藝逼近極限，自從芯片進(jìn)入5nm時(shí)代，相比于此前40nm到28nm、28nm到14nm而言，現(xiàn)在芯片每縮小1nm，都是一個(gè)巨大的突破，晶體管的數(shù)量提升也越來(lái)越難，投入也越來(lái)越大，摩爾定律也開(kāi)始放緩甚至進(jìn)入瓶頸期。

在這一背景之下，芯片廠商也開(kāi)始從最初的性能之爭(zhēng)，轉(zhuǎn)移到體驗(yàn)之爭(zhēng)之上，這才讓外界有了“擠牙膏”的感覺(jué)。

2030年，我們判斷(中國(guó)汽車)芯片的規(guī)模約300億美金，數(shù)量應(yīng)該在1000-1200億顆/年的需求量?！痹谌涨芭e行的全球智能汽車產(chǎn)業(yè)峰會(huì)(GIV2022)上，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張永偉拿出了這樣一組數(shù)據(jù)：2022年中國(guó)的汽車智能化滲透率超過(guò)了30%，2030年該比例會(huì)達(dá)到70%。單車芯片數(shù)量目前是300-500個(gè)，到了電動(dòng)智能時(shí)代將超過(guò)1000個(gè)，到了高等級(jí)自動(dòng)駕駛時(shí)代會(huì)超過(guò)3000個(gè)。

“汽車芯片對(duì)最先進(jìn)的制程要求不高，目前(最主要的問(wèn)題是)成熟制程的產(chǎn)能不足仍是常態(tài)?！睆堄纻フf(shuō)道。另一方面，隨著智能網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，更先進(jìn)的智能芯片領(lǐng)域存在的瓶頸也將越來(lái)越高。

張永偉表示，將來(lái)當(dāng)汽車的電子電氣架構(gòu)向集中式方向發(fā)展的時(shí)候，芯片的數(shù)量可能會(huì)減少，但是對(duì)性能、算力的要求會(huì)越來(lái)越高。也就是說(shuō)，“成熟制程”的芯片能解燃眉之急，而智能芯片的制造是未來(lái)的技術(shù)關(guān)鍵。

軒元資本創(chuàng)始人王榮進(jìn)也指出，智能駕駛的算力要求隨著智能駕駛等級(jí)的提升而提高，芯片制程的要求則同步提高。

“現(xiàn)在汽車芯片國(guó)內(nèi)的供給度還不到10%，也就是每一輛汽車90%以上的芯片都是進(jìn)口的或者是在外資的本土公司手里面。這就決定了不論是小芯片，還是一些關(guān)鍵芯片、智能芯片，(伴隨著)未來(lái)的需求越來(lái)越大，它的瓶頸也越來(lái)越高?！睆堄纻フf(shuō)道，目前不同品種汽車芯片自主率水平最高的不到10%，而最低的則低于1%，它們都需要擺脫進(jìn)口依賴。

針對(duì)不同功能的芯片的市場(chǎng)發(fā)展導(dǎo)向，在全球智能汽車產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上，各界專家對(duì)此開(kāi)展激烈討論。