为了防堵中国将美国的高科技最新技术及产品,转入军事用途,美国政府祭出一道道的禁令,对一些高科技产品及技术,限制美国厂商出口到中国。

7月底,美国发布的限制14奈米制程(含)以下的半导体制程设备,输出到中国,这是美国企图阻止中国晶圆制造,止步于成熟制程。尽管中芯已有「生产」14奈米晶片的「实力」,然而「亡羊而补牢,未为迟也」,此道禁令可阻止中国半导体制造业,在近期内进入先进制程。

8月12日,美国宣布GAAFET EDA、「超宽能隙」半导体材料「氧化镓」、「钻石」技术,以及「压力增益燃烧(PGC)」技术,限制出口中国。

「超宽能隙」半导体材料,可耐更高电压及更高温度,是继碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)之后,次世代的化合物半导体。美国此次禁令有「超前部署」的味道。

PGC技术与涡轮引擎、飞机发动机有关,很明显地PGC技术与军事用途有大的关连。

GAAFET为次世代的半导体结构,目前仅三星电子的3奈米制程使用,台积电及英特尔,将会在2奈米制程导入。美国管制GAAFET EDA对中国的IC设计业几乎完全没有影响,因为除了上海「盘矽半导体」采用三星电子的3奈米GAAFET制程外,没有其他的中国IC设计公司,使用GAAFET制程。

对中国IC设计业者的「梦魇」是美国将EDA禁令「升级」,限制14奈米以下的EDA输出到中国。目前全球EDA市场主要由益华、新思两家美商公司及「德皮美骨」的西门子EDA,所占据,三者全球市占率高达75%以上。

中国本土有超过50家本土EDA供应商,其中「华大九天」、「芯愿景」、「广立微」、「芯华章」、「思尔芯」、「概伦电子」等较有名,华大九天是领导厂商。目前中国本土EDA供应商的市占率仅10%左右,大部分必须仰赖美商。

美国这个禁令,无疑给中国半导体供应链一记「当头棒喝」,加速、加深「本土化」是中国高科技产业,不得不走的一条「不归路」。

微驱科技总经理吴金荣。吴金荣提供
微驱科技总经理吴金荣。吴金荣提供

8月底,美国绘图卡大厂辉达(NVIDIA)、超微(AMD),分别发布,根据美国政府规定,辉达必须暂停对中国、俄罗斯出口AI GPU产品,A100及即将推出的H100。

这对为受高库存所苦的辉达而言,无疑是「雪上加霜」。

A100及H100锁定资料中心市场,辉达估计美国这项禁令,将使辉达在第三季损失约4亿美元,这两款GPU分别采用台积电7奈米及4奈米制程,台积电也可能会遭受「池鱼之殃」。

超微也收到美国政府出口许可要求,必须停止MI250晶片出口到中国。

所幸稍后,辉达公告美国政府已批准,到2023年3月31日止,辉达可对A100的美国客户,提供出口到中国的支援。同时批准在2023年9月1日前,辉达可以透过香港分公司,对中国客户提供必要的技术,以开发即将推出的H100产品。

辉达AI训练GPU独步全球,辉达的GPU是打造人工智慧运用的利器,除了IC外,相关的软体支援,也是不可或缺。因此即使能够透过「第三管道」取得被管制的IC,如果没有辉达原厂支援软、硬体的解决方案,只有IC是无法成其事。

中国对GPU的开发「不遗余力」,从最早进入市场的「景嘉微」,到最近的「壁仞科技」、「天数智芯」、「登临科技」、「摩尔执行绪」等,莫不「摩拳擦掌」,一方面在资本市场募资,另一方面招揽业界高手「共襄盛举」。

例如壁仞科技,延揽辉达前上海总经理杨超源,及超微前全球副总裁李新荣等,业界高阶专才加入。壁仞科技于今年第二季发表BR100 GPGPU,使用该公司原创晶片架构,采用台积电7奈米制程,并结合小晶片的设计、制造封装技术。

BR100的应用,主要聚焦人工智慧训练与推论、通用运算等,应该是瞄准辉达A100的竞争产品。

天数智芯于2021年推出由台积电7奈米制程代工的GPGPU BI (Big Island),号称可媲美辉达的A100。

除了GPGPU外,另一类针对图形处理的GPU,中国老牌的GPU供应商景嘉微已耕耘多年,有不少产品问世。

天数智芯及璧仞科技是两家进入7奈米制程的例子,尽管中国GPU业者奋力向前,不过与辉达、超微仍有不小的差距。

美国的禁令,虽然可阻止中国在人工智慧发展的脚步,然而也会成为刺激中国GPU设计公司的成长的「引子」,这恐怕是美国政府「始料未及」的效应。