阿里的含光800 能否改善中国芯片短缺现状

作者:发布时间:2019-10-03 13:42

2019年9月25日,阿里巴巴 2019云栖大会 在杭州正式拉开帷幕。在本次会议上,阿里巴巴正式对外发布了全新的含光800芯片。据称这是全球最高性能的AI推理芯片。那么阿里的含光800能否改善中国芯片短缺现状呢?我们一起来分析一下。

该芯片由阿里达摩院和中天微合并而成的 平头哥半导体 生产,虽然阿里达摩院成立时间不长,但是在过去两年里,已经在国际顶级学术会议上累计发表近450多篇论文,在自然语言处理、智能语音、视觉计算等领域算法夺得40多项世界第一。

而中天微公司更是芯片业内大名鼎鼎的企业,在过去十几年里,中天微成功设计出了多款自主知识产权的嵌入式CPU内核,是国内唯一一家能够提供自主CPU内核和安全芯片的厂商。

在业界标准的ResNet-50测试中,含光推理性能达到78563IPS,比目前业内最好的AI芯片性能高四倍;能效比500IPS/W,是第二名的3.3倍。阿里巴巴首席技术官张建峰表示, 这是互联网公司研发的第一款芯片,这是万里长征第一步 。阿里巴巴有足够的能力去做传统公司的事情, 我们用一年半时间,就完成了芯片的制作。所以,阿里巴巴将成为软硬件一体化协同发展的公司 。

复杂的技术细节,是大多数人无需了解的,大多数人只关心一件事:目前芯片已经成为中国最大的进口产品,也因此屡遭某些国家在产业上卡脖子,提高国产芯片产业水平,已经成为当务之急,阿里的含光800,能否成为改善中国芯片短缺现状的契机?

显然,大多数人会认为,对于区区一款芯片,这个话题未免有些太大,作为信息技术革命的核心产业,2018年全球半导体市场规模接近5000亿美元,这样庞大的产业自然有复杂的产业链,和如繁星般众多的产品。

如果粗略划分的话,半导体产业链大体可以分为硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测,以及相关的半导体设备这几部分。

首先,芯片的原料硅便是一个难关,太阳能级高纯硅要求纯度99.9999%,全世界一半的产能在中国,而芯片使用的电子级高纯硅要求99.999999999%,却几乎全赖进口,这方面的传统霸主是德国Wacker和美国Hemlock,而中国直到2018年江苏的鑫华公司才实现量产,目前年产0.5万吨,而中国一年进口15万吨。

硅原料之后,便是加工了,将硅加工为芯片的设备主要有光刻机,蚀刻机,离子注入机,其中高端光刻机只有荷兰阿斯麦公司生产,目前制程工艺能够达到7nm,而中国的制程水平在28nm和65nm之间,距离国际先进水平有十五年左右的差距。

蚀刻机的情况比光刻机要好很多,中国16nm刻蚀机已经量产运行,7-10nm刻蚀机也在路上了,所以在这方面,中国几乎没有受到科技封锁。而在晶圆上注入硼磷等元素要用到 离子注入机 ,70%的市场份额是美国应用材料公司的,2017年8月中国才有了第一台国产商用机。

将高纯硅加工为芯片的工厂被称为 晶圆厂 ,其中只制造芯片、不负责设计的企业被称为晶圆代工厂,这必须得先说台湾的台积电。正是台积电的出现,才把芯片的设计和制造分开了。

2017年台积电包下了全世界晶圆代工业务的56%,规模和技术均列全球第一,市值甚至超过了英特尔,成为全球第一半导体企业。大陆最大的代工厂是中芯国际和上海华力微电子,但技术和规模都远不及台积电。

晶圆代工厂主要负责制造,而负责设计的就是常规意义上的 芯片企业 ,主要玩家有美国的高通、博通、AMD,中国台湾的联发科,大陆的华为海思、展讯,其中世界上一半手机装的是高通芯片,博通是苹果手机的芯片供应商,AMD和英特尔基本垄断了电脑芯片。

华为是中国最强大的芯片设计企业之一

值得一提的是三星和英特尔既有晶圆的制造能力,也有芯片的设计能力,两方面技术都很强,在制造上,有10nm制程的工艺能力,仅次于台积电的7nm。

芯片的最后一道工序是封测,这方面的企业主要有台湾的日月光和大陆的三大封测巨头,长电科技、华天科技、通富微电。