華為
華為的晶片困局
作為晶片需求大戶,華為之前每年給臺積電的訂單額高達361億,也佔據了臺積電14%的營收,對於臺積電來說更是僅次於蘋果的第二大客戶。但是隨著晶片禁令的到來實際上也是一個雙輸的結果:只有設計能力的華為失去了晶片製造商,臺積電也無故丟失了一個大客戶。
臺積電
相對於臺積電而言,華為遇到的困難更為緊迫也艱鉅,如何在晶片領域打破僵局重新回到競爭舞臺上也是華為目前亟需解決的問題。面對這個困境,華為有兩條路可以選擇,一條自然是繼續在傳統的電子晶片領域加大投入進行追趕;另一條道路則是在傳統電子晶片領域之外另闢蹊徑,打破目前的科技格局。
晶片
B計劃逐漸浮出水面
如今的華為在面對封鎖時是不是有不少人以為華為什麼都沒做?這就大錯特錯了,如果仔細觀察過華為哈勃的投資軌跡,那麼就會發現一條十分清晰的產業鏈——光晶片晶圓廠商
鯤遊光電
、單光子探測器製造廠商
靈明光子
、光晶片研發企業
芯視界
、晶片材料廠商
天嶽先進
、EDA工具開發商
立芯軟體
、模擬與混合訊號晶片設計企業
聚芯微電子
、封裝檢測裝置提供商
中科飛測
……再加上華為武漢研究所已經有1萬名員工在研究光通訊裝置、汽車鐳射雷達等相關領域,以及華為在全球收購的包括英國整合光子研究中心CIP Technologies、比利時矽光技術開發商Caliopa等研發機構,華為實際上已經打造出了一條完整的光子晶片產業鏈。
光子晶片
光子晶片和傳統的電子晶片有什麼區別?簡單來理解就是傳統電子晶片是利用電子來生成並處理和傳輸資訊的,而光子晶片則是用光子來生成並處理和傳輸資訊。兩者最主要的區別在於電子是費米子因此擁有一定的質量;而光子則是玻色子,實際上是物質之間的作用力,因此靜止時質量為零,在傳輸時光子晶片的電阻也幾乎為零,這也意味著光子晶片將具有十分優秀的功耗控制能力。
兩者的物理特性不同使得光子在傳輸速度、功耗控制以及發熱控制等方面處於明顯的優勢地位,得益於低功耗低發熱的特性也使得光子晶片對於先進納米制程的依賴程度很低,在45奈米級別的工藝上就能完成光子晶片的製造。而一旦光子晶片實現更大規模的應用和量產,那麼也就意味著臺積電不再被需要。
華為推出的800G光晶片
光子晶片背後的萬億市場
作為一項充滿前景的技術,光子晶片的市場規模在2020年達到了3200億美金,而在2022年則預計達到4000億美金,可以說是一項充滿著前景的技術方向。同時光子晶片的相關產業鏈的槓桿效益更是預計能夠達到3萬億美金以上的規模,如果能夠提前在光子晶片領域上完成佈局,那麼無論是對晶片還是對於產業升級來說都是一項十分有利的決策。
另外發展光子晶片的一個優勢就是其技術和標準並沒有集中,其研發過程依然在進行之中,相對於傳統電子晶片來說也就意味著更多的機會和更少的限制。
光晶片有著巨大市場前景
光子晶片依然有難關需要攻克
光子晶片既然有低功耗、傳輸速度快等優點,那麼自然也就存在著部分缺點。首先就是控制困難,相對於傳統的電子,由於光子沒有質量是一種力,因此想要控制光子的行進路線來完成資訊的傳輸相對於電子就有更大的難度。
同時相對於電子技術已經成熟的電子迴路、電子整合、電子系統、電子工程所組成的電子產業,光子所需求的則是另一套技術體系——光子學、光子迴路、光子整合、光子系統、光子工程。雖然擁有了理論基礎,但是在產業化方面依然明顯落後於電子產業。在光子領域想要完成大規模全方向的量產依然還有許多路要走。
最後則是材料成本問題,為什麼矽電子晶片能夠成為通用標準,一個重要的原因就是矽便宜。特別是在全球每年晶片產量高達上萬億片的背景之下(2021年全球晶片產量1。15萬億個半導體單元),對比而言光子晶片所需要的磷化銦(InP)等原材料則價格十分高昂。因此短期內除非材料領域取得突破,否則光子晶片將只能運用在部分高附加值的晶片領域。
華為
寫在最後
斷供其實是一把雙刃劍,在短期來看確實能起到傷敵的作用,但是在長期來看必然會傷害到自己的產業,對於臺積電同樣如此。無論是以中芯國際為代表的企業在全力攻克傳統晶片製造領域,也或者是華為等企業在傳統晶片領域之外尋找破局的方法,現在上下一心尋求晶片產業突破的決心已經不可更改。
而等到國產晶片取得突破,產業鏈正式建立之後,臺積電還會是必需品嗎?