美國(guó)網站Autoblog認爲,對(duì)芯片需求下降的速度,甚至可能(néng)與兩(liǎng)年前的增長(cháng)速度一樣(yàng)快。
兩(liǎng)年前,新冠疫情暴發(fā),很多人不得不在網上工作和學(xué)習,導緻對(duì)筆記本電腦和智能(néng)手機的需求激增。在汽車越來越智能(néng)化的關鍵時(shí)刻,這(zhè)些電子消費品消耗了芯片——留給汽車制造商的芯片太少了。
Autoblog援引路透社報道(dào),芯片制造商美光科技(Micron)和超威半導體(AMD)表示,不斷上升的通貨膨脹使全球經(jīng)濟放緩,反過(guò)來導緻對(duì)筆記本電腦和智能(néng)手機需求減少。
權威調研機構Gartner高級主管分析師蘭吉特·阿特瓦爾(Ranjit Atwal)認爲,智能(néng)手機和個人電腦銷量下滑,有望使今年芯片短缺情況得到緩解。此前他預計的時(shí)間是明年,認爲智能(néng)手機市場下滑,不會(huì)被(bèi)汽車制造商芯片需求激增所抵銷。
2022年7月7日,美光科技預測,當前季度營收遠低于預期,市場“在非常短的時(shí)間内大幅走軟”。當日,台積電、聯發(fā)科、阿斯麥、意法半導體和英飛淩的芯片類股票紛紛下跌。今年以來,中國(guó)智能(néng)手機銷量下降30%。
台積電的主要客戶削減了2022年剩餘時(shí)間的芯片訂單。日經(jīng)新聞上月報道(dào)稱,全球存儲芯片領軍企業三星電子已暫停新采購訂單,要求一些供應商推遲或削減零部件發(fā)貨。
美光科技首席商務官蘇米特·薩達納(Sumit Sadana)認爲,這(zhè)種(zhǒng)轉變程度肯定超出生态系統中任何人的預期。此外,包括美國(guó)在内的許多國(guó)家,通貨膨脹率達到多年來最高水平,增加了經(jīng)濟衰退的風險,導緻裁員和緊縮預算。
疫情期間,在家工作需求激增,芯片制造商疲于應付智能(néng)手機和個人電腦制造商的大量訂單,由此帶來芯片短缺,導緻包括汽車制造商在内的公司削減産量,推遲發(fā)貨,爲關鍵芯片支付高額溢價。
早些時(shí)候,大衆汽車集團表示,芯片短缺情況有所緩解,供應鏈瓶頸和成(chéng)本上升局面(miàn)即將(jiāng)結束。就(jiù)在今年3月,這(zhè)家集團還(hái)警告道(dào),供應瓶頸將(jiāng)損害今年銷量增長(cháng)。由于芯片問題,其去年銷量比計劃減少了200萬輛。
因疫情引起(qǐ)的市場快速變化,讓許多行業深感困惑。預計業務會(huì)大幅下滑的汽車租賃公司紛紛出售汽車,結果發(fā)現需求比預期強勁,導緻租賃費率大幅上升。
芯片制造商也被(bèi)疫情及市場變化打了個猝不及防。現在,随著(zhe)市場轉向(xiàng)相反方向(xiàng),他們又一次被(bèi)打了個措手不及。
“這(zhè)裡(lǐ)僅有的操作員就(jiù)是天花闆上的機器人。”克裡(lǐ)斯·貝爾菲(Chris Belfi)說(shuō)。他身裹杜邦特衛強(Tyvek)無紡布防護服,在安全燈的映射下,這(zhè)件“大白”被(bèi)染成(chéng)黃色。機器人在頭頂的懸挂軌道(dào)上疾馳而過(guò),一閃一晃,呼呼作響。每隔幾秒,就(jiù)會(huì)在一台巨大機器上方停頓一下。
在機器人洗衣籃大小的“肚子”裡(lǐ),一個塑料盒子精準掉落在一堆細線上,就(jiù)像身穿緊身衣的湯姆·克魯斯(Tom Cruise)。這(zhè)個盒子裡(lǐ)裝載著(zhe)珍貴的貨物:多達25塊閃亮的矽片,每塊矽片就(jiù)像12英寸披薩那麼(me)大。
要將(jiāng)這(zhè)些“披薩”轉化爲微型計算機的大腦——我們一般稱它爲微芯片、半導體或芯片,這(zhè)個過(guò)程需要近3個月時(shí)間。
貝爾菲是芯片制造商格芯公司(Global Foundries)的自動化工程師。他打了個比方:“這(zhè)就(jiù)像烘烤蛋糕,唯一區别就(jiù)是,我們的蛋糕大概有66層。”
格芯公司這(zhè)座工廠(Fab 8)耗資150億美元,隐匿于紐約州奧爾巴尼北部的樹林中,是美國(guó)爲數不多的先進(jìn)半導體(或叫(jiào)晶圓)工廠之一。
其進(jìn)貨碼頭可以接收256種(zhǒng)特殊化學(xué)品,比如氩氣和硫酸。其出貨碼頭將(jiāng)準備切割狀态的成(chéng)品晶圓送出,封裝在金屬和陶瓷外殼中,可以組裝成(chéng)從安全氣囊到攪拌機,從耳機到戰鬥機的各種(zhǒng)産品。
自2011年啓動以來,Fab 8一直都(dōu)很低調。然而,就(jiù)像衛生紙和雞翅一樣(yàng),一場突發(fā)疫情導緻一些出人意料的領域出現短缺。疫情沖擊了全球半導體供應鏈,把美國(guó)半導體行業拉到舞台中央。
汽車行業受到的沖擊尤爲嚴重。最初的封鎖措施導緻汽車銷售崩潰,汽車制造商削減了半導體等零部件訂單。一輛常規新車可能(néng)包含1000多個芯片,而芯片制造商也看到了汽車市場的低迷,將(jiāng)産量轉移到消費電子産品上,比如網絡攝像頭和筆記本電腦。
但到去年秋天,汽車銷量猛然回升。汽車制造商不得不爲這(zhè)個戲劇性錯誤埋單——他們無法獲得足夠芯片,到現在依然不能(néng)。
芯片短缺導緻2021年全球汽車産量減少390萬輛,降幅4.6%。比如福特汽車就(jiù)減少110萬輛,收益減少25億美元。
事(shì)已至此,汽車制造商和芯片制造商開(kāi)始競相尋求平衡。白宮也及時(shí)出手相助,敦促行業領袖理清供應鏈,增加産量。但事(shì)實證明,問題不僅在于美國(guó)沒(méi)有足夠的芯片生産。
真正的問題是,根本沒(méi)有人關注芯片是在哪裡(lǐ)制造——更嚴重的是,沒(méi)有人關注制造芯片需要多長(cháng)時(shí)間。
2021年6月,美國(guó)參議院通過(guò)一項兩(liǎng)黨法案,撥款520億美元,旨在增加芯片生産和尖端技術研究,與中國(guó)争奪全球半導體領導者。但新晶圓廠創建需要數年時(shí)間。
分析人士擔心,汽車芯片短缺將(jiāng)波及消費電子産品,影響可能(néng)持續到聖誕節。特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)在推特上寫道(dào):“前所未聞。”
芯片一直被(bèi)尊稱爲現代社會(huì)的大腦,如今卻成(chéng)爲最讓人頭疼的問題,其利害關系已經(jīng)超越疫情時(shí)期的短缺。由于芯片是衆多戰略技術的關鍵組成(chéng)部分,比如可再生能(néng)源、人工智能(néng)、機器人和網絡安全等,因此,芯片制造已經(jīng)成(chéng)爲地緣政治的一根刺。
在20世紀,石油是至高無上的全球資源。而今年的芯片短缺在政策制定者和外交官中引發(fā)了一個21世紀的流行語——芯片就(jiù)是新的石油。
随著(zhe)美國(guó)重啓後(hòu)疫情時(shí)代,一個穩定的半導體供應已成(chéng)爲整備和恢複力高度優先的基準。除此之外,還(hái)有一個更大的問題——半導體原本在美國(guó)發(fā)明,但如今,像格芯公司這(zhè)樣(yàng)的晶圓廠在美國(guó)已經(jīng)瀕臨滅絕。
1990年,全球37%的芯片在美國(guó)工廠生産,但到2020年,這(zhè)一比例下降到12%。這(zhè)塊不斷增長(cháng)的蛋糕,所有新份額都(dōu)流向(xiàng)了亞洲——中國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)台灣。芯片工廠的意義已經(jīng)不僅僅是工廠,而且是美國(guó)自力更生的關鍵。
對(duì)半導體了解越多,就(jiù)會(huì)愈發(fā)震驚。數十億個晶體管被(bèi)塞進(jìn)一角硬币大小的空間裡(lǐ),而且制造起(qǐ)來異常困難。如果像亨利·福特(Henry Ford,福特汽車創始人,定義了現代汽車工業)那樣(yàng)想象出一條裝配線,那麼(me),矽片在工廠中的路徑就(jiù)更像一座迷宮。
在格芯工廠,從原材料到成(chéng)品芯片的過(guò)程——貝爾菲等工程師們稱之爲“工藝流程”——通常需要85天,包括1000多個步驟。整個過(guò)程中,芯片在晶圓傳送盒(FOUP密封艙)中移動,完全不接觸人手。機器人負責運送,它們在機器上方懸挂的履帶上傾斜行駛。
一種(zhǒng)機器人用類似液體砂紙的漿液來抛光晶圓,另一種(zhǒng)機器人用激光刻印隻有12納米寬(大約是指甲在12秒内長(cháng)出的長(cháng)度)的電路。電子顯微鏡會(huì)檢查矽片的缺陷,一隻機械臂將(jiāng)25個晶圓同時(shí)浸入化學(xué)浴中,就(jiù)像狂歡節扣籃遊戲一樣(yàng)。
“基本上,機器人全天都(dōu)在從晶圓廠每個車間來回運送晶圓。”貝爾菲說(shuō),每天都(dōu)要放上東西,卸下東西,打印,再放更多東西,再卸更多東西。隻有在某個環節出問題時(shí),人類才會(huì)幹預。
最讓人頭疼的是光刻機故障,它決定了整個流程節奏。這(zhè)種(zhǒng)故障每次耗費的成(chéng)本都(dōu)超過(guò)1億美元。
“當其中一台光刻機出問題時(shí),所有人都(dōu)要齊心協力。而當新冠疫情來襲,我們的工廠卻從未停止。”貝爾菲說(shuō)。
格芯公司首席執行官湯姆·考爾菲爾德(Tom Caulfield)在位于工廠樓上的辦公室裡(lǐ)回憶道(dào):“我們從來沒(méi)有關閉過(guò)任何一家工廠,一小時(shí)都(dōu)沒(méi)有停過(guò)。”
事(shì)實證明,相對(duì)工廠管理,商業沖擊更難應對(duì)。和許多行業一樣(yàng),考爾菲爾德最初的金融模式讓他做好(hǎo)了最壞準備。
“我們告訴團隊,我們一起(qǐ)面(miàn)對(duì)疫情,我們一起(qǐ)走出疫情。世界需要我們繼續制造半導體。這(zhè)可不是輕描淡寫的說(shuō)法。芯片确實爲疫情應對(duì)提供了動力——網絡攝像頭、筆記本電腦、新冠病毒測試機,僅在紐約市,教育部就(jiù)購買了35萬台iPad。”
當時(shí),新車似乎是唯一沒(méi)人需要的東西,至少疫情一開(kāi)始時(shí)是這(zhè)樣(yàng)。2020年4月、5月和6月,汽車銷量下降了三分之一。汽車零部件制造商直接取消訂單,當然這(zhè)不是知名汽車制造商,而是它們的供應商,以及這(zhè)些供應商的供應商。
但半導體工廠不可能(néng)輕易轉變。代工是芯片行業對(duì)合同制造商的稱呼,如市值150億美元的Kinko光學(xué)。單是格芯一家公司,就(jiù)爲250多家客戶打印芯片,這(zhè)些客戶又爲設備制造商(蘋果或三星等知名品牌,以及大陸或博世等工業品牌)提供零部件。
而且供應鏈很長(cháng)。烤一個芯片需要3個月時(shí)間,要真正用于汽車引擎或智能(néng)音箱,還(hái)需要幾個月時(shí)間。在格芯的任何一天,可能(néng)隻有10種(zhǒng)不同芯片處于生産階段。每一個獨特的新芯片設計有一個6英寸光罩。
就(jiù)像一張舊攝影幻燈片,光罩包含一張芯片地圖,可以用激光投影到矽片上。光罩是他們的商業機密,屬于設計公司的受保護的知識産權,根據格芯專有工藝的獨特規格進(jìn)行調整。因此,更換晶圓廠并不容易,而且肯定不會(huì)很快。
感恩節前後(hòu),疫情暴發(fā)8個月後(hòu),考爾菲爾德的電話響了起(qǐ)來。之前從未聽說(shuō)過(guò)格芯公司的汽車高管們意識到,沒(méi)有格芯公司,他們竟然無法生産汽車。
考爾菲爾德說(shuō):“如果你是一家汽車制造商供應鏈的老闆,因爲沒(méi)有5美元或10美元的芯片而不能(néng)交車,你不可能(néng)讓這(zhè)種(zhǒng)事(shì)情再次發(fā)生。”
到了2021年,這(zhè)種(zhǒng)影響更令人擔憂。2019年,汽車行業在芯片上花費了430億美元,但它們隻占整個芯片市場的10%。
全球最大代工企業台積電是向(xiàng)汽車行業提供芯片最多的公司,但汽車行業僅占其收入的3%。相比之下,蘋果占比超過(guò)20%。在格芯公司,用于汽車的芯片占比不到10%,雖然足夠重要,但不足以颠倒乾坤。
這(zhè)種(zhǒng)情況在2021年發(fā)生了變化,芯片制造商面(miàn)臨的政治風險大幅上升。考爾菲爾德呼籲他的工程師們“重新組合産能(néng)”,放棄一些訂單,優先考慮汽車芯片。
他說(shuō):“我們做出了非常艱難的決定。隻要能(néng)創造更多産能(néng),就(jiù)把它交給汽車行業,确保我們不再是制造業的關口。這(zhè)其中的含義顯而易見,我不需要白宮的一封信來做正确的事(shì)情。”
但這(zhè)足以引起(qǐ)白宮的注意。在此之前,立法者將(jiāng)芯片制造視爲當地經(jīng)濟問題。參議院多數黨領袖查克·舒默(Chuck Schumer)支持在他的家鄉紐約州建造格芯晶圓廠,并遊說(shuō)建造更多晶圓廠。
疫情揭示出,芯片制造業的衰退不僅關乎就(jiù)業和地區經(jīng)濟,還(hái)在全球範圍内産生了戰略影響。
2021年2月,拜登簽署一項行政命令,啓動對(duì)關鍵供應鏈的審查。如果一場疫情可能(néng)導緻芯片引發(fā)跨行業沖擊,那麼(me),還(hái)有沒(méi)有其他可能(néng)呢?“我們明确地將(jiāng)地緣政治視爲供應鏈風險之一。”一名高級政府官員說(shuō)。
在半導體制造的早期,也就(jiù)是1960年代,英特爾聯合創始人戈登·摩爾(Gordon Moore)發(fā)現,他和同事(shì)每年能(néng)將(jiāng)芯片上的晶體管數量增加一倍。
10年後(hòu),這(zhè)一創新速度略有放緩,至每兩(liǎng)年翻一番。之後(hòu),這(zhè)個速度保持下來。芯片變得更快、更便宜、更高效,最終推動社會(huì)發(fā)展,可以爲裝在口袋裡(lǐ)的電腦供應動力。
但是摩爾定律,正如人們後(hòu)來所知,并不是自然的發(fā)展,而是花費巨資研發(fā)新芯片設計和制造方法的辛苦結果。實際上,每一代新的半導體都(dōu)需要新的工廠來生産。衆所周知,每一個新工藝都(dōu)以芯片大小來命名,就(jiù)像珠寶商讓指尖變得越來越精緻一樣(yàng)。
到了1970年代,芯片測量單位是微米,也就(jiù)是百萬分之一米。1980年代後(hòu),前沿晶圓廠已經(jīng)用納米或十億分之一米來測量産品。如今,行業基準由台積電設定,它運營著(zhe)5納米晶圓廠,爲蘋果公司的最新電腦和平闆電腦生産M1芯片。
工藝尺寸每一步減小以及性能(néng)提高,都(dōu)要求晶圓廠重新裝備最新一代光刻機來“打印”芯片,并配備相應設備。最新晶圓廠耗資至少120億美元。
如今,半導體行業主要分爲兩(liǎng)類:設計芯片的無晶圓廠和制造芯片的晶圓廠。彼得森國(guó)際經(jīng)濟研究所經(jīng)濟學(xué)家查德·鮑恩(Chad Bown)認爲:“實際上有兩(liǎng)大固定成(chéng)本:一套固定成(chéng)本是,芯片創意所需的所有研發(fā)費用。另一套固定成(chéng)本是,所有的資本設備——你需要建造一個這(zhè)樣(yàng)的晶圓廠。”
幾十年來,像英特爾這(zhè)樣(yàng)的領先公司兩(liǎng)者兼而有之。高級微設備公司(Advanced Micro Devices)前首席執行官傑裡(lǐ)·桑德斯(Jerry Sanders)有句名言:真男人就(jiù)應該擁有晶圓廠。
在1990年代,一些著名人士堅持認爲,這(zhè)是一個性别歧視的評論,但現在已經(jīng)過(guò)時(shí)了。高級微設備公司不僅在2009年沒(méi)了晶圓廠,其芯片工廠也賣給了格芯公司。
台積電率先將(jiāng)晶圓廠和無晶圓廠區分開(kāi)來,成(chéng)爲半導體行業的主導者。其創始人張忠謀出生于中國(guó),在美國(guó)接受教育。1960-1970年代,他在德州儀器(Texas Instruments)工作時(shí),其工程創造力和管理才能(néng)堪稱傳奇。他幫助提高了芯片工廠的産量,并壓低了價格。
但在執掌德州儀器半導體部門後(hòu),張忠謀得出結論——他永遠不可能(néng)成(chéng)爲美國(guó)的首席執行官。“我覺得基本上被(bèi)放進(jìn)了牧場。”他在一本公開(kāi)出版的口述曆史中回憶道(dào),“我進(jìn)一步發(fā)展的希望破滅了。”
在德州儀器時(shí),張忠謀已經(jīng)看到了芯片工廠的成(chéng)本上升,以及這(zhè)種(zhǒng)上升可能(néng)阻礙創新方式。他的同事(shì)們都(dōu)渴望通過(guò)新的創新來開(kāi)創自己的事(shì)業,但從來沒(méi)有成(chéng)功過(guò)。
晶圓廠進(jìn)入門檻太高。張忠謀抓住純代工想法——做一家專注于爲他人制造芯片的半導體商業公司。在中國(guó)台灣支持下,他于1987年創立台積電。
1987年,這(zhè)是全球貿易政策的一個有利時(shí)刻。裡(lǐ)根(Ronald Wilson Reagan)政府制定政策來對(duì)抗日本半導體生産增長(cháng),但布什(George Walker Bush)政府卻采取一種(zhǒng)不幹涉方式。
“薯片、電腦芯片,有什麼(me)區别?”布什的經(jīng)濟顧問邁克爾·博斯金(Michael Boskin)說(shuō)過(guò)這(zhè)樣(yàng)一句名言。
與台積電一樣(yàng),韓國(guó)和中國(guó)的企業開(kāi)始加大芯片制造力度,建造高科技晶圓廠,通常是通過(guò)政府補貼的方式。
1990年代,就(jiù)連英特爾也開(kāi)始將(jiāng)部分生産轉移到海外。“雖然這(zhè)一切都(dōu)在發(fā)生,但我們仍堅定地堅持市場經(jīng)濟原則。”半導體行業協會(huì)(Semiconductor Industry Association)首席執行官約翰·諾伊弗(John Neuffer)說(shuō)。當時(shí)盛行态度是不幹涉企業——不讓政府插手。
2010年,蘋果公司發(fā)布首款定制設計芯片A4,由亞洲一家代工工廠生産,這(zhè)在行業已經(jīng)司空見慣。但這(zhè)個操作讓英特爾尤其不快,在此之前,蘋果公司設備中使用的芯片都(dōu)由英特爾設計和制造。
行業這(zhè)種(zhǒng)劃分已經(jīng)成(chéng)爲常态,而且一直延續到今天——最複雜的芯片很可能(néng)仍然在美國(guó)設計,但在海外制造。
矽谷仍然名副其實——但這(zhè)要歸功于幾十家無晶圓廠的芯片設計創業公司,而不是晶圓廠。如果沒(méi)有亞洲國(guó)家提供的政府獎勵,這(zhè)種(zhǒng)情況不太可能(néng)改變。
“美國(guó)的政策是,我們不會(huì)創造赢家,我們要讓資本發(fā)揮作用。”考爾菲爾德說(shuō),“如果世界上每個人都(dōu)這(zhè)樣(yàng)做,那將(jiāng)是一種(zhǒng)偉大的哲學(xué)。”
美國(guó)國(guó)會(huì)議員正在改變路線月,美國(guó)參議院正式通過(guò)名爲《美國(guó)創新與競争法》(U.S. Innovation and Competition Act)。直接目的是,通過(guò)補貼半導體制造與中國(guó)競争。
一位高級政府官員說(shuō):“過(guò)去幾年,兩(liǎng)黨越來越多地達成(chéng)共識,美國(guó)需要在國(guó)内進(jìn)行更多投資,以保持競争優勢,特别是在與中國(guó)進(jìn)行某種(zhǒng)戰略競争的時(shí)代。”
“這(zhè)是一個政治疏忽。現在看來,這(zhè)已經(jīng)不單單是一個疏忽了。”半導體工業協會(huì)的諾伊弗說(shuō)。
特朗普(Donald Trump)政府激進(jìn)的貿易政策,爲共和黨人支持加大經(jīng)濟幹預打開(kāi)了大門。現在他們要求更多。
在保守派智庫美國(guó)指南針(American Compass)執行董事(shì)奧倫·卡斯(Oren Cass)看來:“這(zhè)确實是一個錯誤。”卡斯將(jiāng)半導體視爲美國(guó)經(jīng)濟政策必要轉變的終極案例研究。
卡斯說(shuō):“它們顯然是高科技,是美國(guó)長(cháng)期占據主導地位的領域,顯然涉及國(guó)家安全,而且可以很好(hǎo)地量化誰領先誰落後(hòu)。”
對(duì)拜登(Joe Biden)來說(shuō),半導體是刺激美國(guó)高科技産業的機會(huì)。2021年4月,他在白宮舉起(qǐ)一塊閃閃發(fā)光的矽片說(shuō):“這(zhè)是基礎。”
去年3月,英特爾計劃斥資200億美元,擴建其位于亞利桑那州的、專門爲他人生産芯片的工廠。與台積電在亞利桑那州建一個新工廠(估計花費100億~120億美元甚至更多)不同的是,英特爾無法生産這(zhè)種(zhǒng)尖端芯片。
更小意味著(zhe)更快,因爲要在更小空間裡(lǐ)擠壓更多晶體管。英特爾甚至連7納米節點都(dōu)難以上線納米節點(據報道(dào),蘋果將(jiāng)再次成(chéng)爲其主要客戶)。
英特爾負責美國(guó)政府關系的副總裁艾爾·湯普森(Al Thompson)說(shuō),這(zhè)涉及能(néng)力問題。“我們將(jiāng)在美國(guó)投入大量資金,創造大量就(jiù)業機會(huì),讓我們走上一條道(dào)路。确保盡自己一份力量,來保護國(guó)家經(jīng)濟和國(guó)家安全。但要迎頭趕上,還(hái)有很長(cháng)的路要走。”
去年4月,矽谷一家名爲Cerebras的初創公司發(fā)布一款名爲CS-2的新電腦。它不是爲Zoom電話或Netflix派對(duì)準備的,而是爲人工智能(néng)領域最複雜的研究準備的,比如發(fā)現抗癌藥物或模拟融合反應。其核心是一個具有非凡新設計的定制芯片。
Cerebras不是將(jiāng)一個12英寸的矽片切成(chéng)數百個小芯片,再像打姜餅一樣(yàng)把每個芯片都(dōu)戳出來。它已經(jīng)找到一種(zhǒng)方法來制造單個的巨大芯片,就(jiù)像曲奇蛋糕一樣(yàng)。智能(néng)手機芯片包含數十億個微小晶體管,它們被(bèi)蝕刻在矽上,就(jiù)像一座微型城市。Cerebras的定制芯片包含數萬億個晶體管。
爲使其發(fā)揮作用,Cerebras的工程師們找到一種(zhǒng)繞過(guò)矽片基本缺陷的方法。通常,它們從一個鑄塊中切下來,就(jiù)像熟食臘腸一樣(yàng)。如果這(zhè)些最複雜晶圓有缺陷,就(jiù)會(huì)破壞整個芯片。Cerebras半導體設計師和制造商通過(guò)保持每個芯片都(dōu)很小,丢棄壞芯片來解決這(zhè)個缺陷問題。
Cerebras工程師們創造了一種(zhǒng)設計。它使用了85萬個相同的塊,就(jiù)像牆紙,以及一個可以關閉任何有缺陷的部分,而不會(huì)損壞整個芯片系統。大多數超級計算機將(jiāng)數千個獨立芯片連接在一起(qǐ)。但在這(zhè)些芯片之間傳輸信息會(huì)減慢速度。大腦把所有信息都(dōu)保存在一個巨大芯片上。
Cerebras首席執行官安德魯·費爾德曼(Andrew Feldman)說(shuō):“我們找到了一種(zhǒng)方法,利用矽以接近光速的速度移動信息,并以極小的能(néng)量將(jiāng)信息移動到其他地方。”
對(duì)于制藥公司葛蘭素史克和阿貢國(guó)家實驗室這(zhè)樣(yàng)的客戶來說(shuō),它提供了在人工智能(néng)領域取得突破所需的動力。
這(zhè)種(zhǒng)大膽想法定義了矽谷早期的創新,以及美國(guó)芯片設計師持續不斷的創造力。如果說(shuō)在1960-1970年代,芯片工廠遍布矽谷,那麼(me)當Cerebras需要爲芯片工廠尋找工廠時(shí),當地卻沒(méi)有其他選擇。
費爾德曼意味深長(cháng)地說(shuō):“如果你想制造最尖端的芯片,隻有兩(liǎng)個選擇:你可以遊到中國(guó),也可以向(xiàng)另一個非軍事(shì)區扔石頭。”他暗指台積電和韓國(guó)三星。
2022年2月,美國(guó)衆議院通過(guò)了參議院修改的《2022年美國(guó)競争法案》,數十億美元的聯邦資金將(jiāng)流入半導體行業,這(zhè)已經(jīng)是最賺錢的行業之一。
但要將(jiāng)這(zhè)筆投資轉化爲新的芯片工廠、新的芯片設計和新的工程人才渠道(dào),還(hái)需要數年時(shí)間。該行業的挑戰,不僅僅是趕上中國(guó)台灣當下的水平,以及中國(guó)計劃在2025年達到的水平,而是要在未來更進(jìn)一步。
獨立芯片制造專家艾莉莎·謝雷爾(Alisa Scherer)說(shuō):“保持領先所需的資金需要不斷增加。時(shí)間跨度也如此,跳過(guò)一代幾乎不可能(néng)。光是環境許可就(jiù)需要數年時(shí)間。”
“這(zhè)些不是塔可貝爾(美國(guó)連鎖快餐店),不能(néng)把他們打翻。它們不是裝在盒子裡(lǐ)送到的。就(jiù)人工智能(néng)芯片而言,台積電和三星是唯二選擇,這(zhè)是我們看到的現實。”
在那之前,芯片制造——以及它引起(qǐ)的所有地緣政治和經(jīng)濟影響,將(jiāng)繼續依賴于橫跨大洋的全球網絡。
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