《外媒报道美国限制英伟达和AMD向部分中东国家出售AI芯片以防止转售到中国》

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  • 《华为、英伟达突破芯片大战界限》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2023-04-04
    • 据报道,华为和中国 EDA 公司开发了一种集成电路(IC)设计自动化平台,用于生产制程节点小至 14nm 的半导体芯片。 据媒体报道,该技术的评估和测试应于今年完成。 如果测试和评估成功完成,中国可能会朝着克服美国政府对其半导体产业的制裁迈出一大步。 14nm 是中芯国际使用的最先进的工艺节点,中芯国际运营着中国最大的半导体代工厂。新的 EDA 工具应涵盖中国工业、汽车和消费应用所需的大部分芯片。 新的 EDA 工具,如果像报道的那样可行,也可能给 EDA 行业领导者 Synopsys,Cadence Design Systems 和 Siemens EDA(前身为 Mentor Graphics)带来麻烦,所有这些都位于美国,并受到美国政府对中国出口限制的约束。 这些限制目前只影响他们最先进的技术,即用于设计从 3nm 开始的全环栅晶体管的软件。 Cadence 和 Synopsis 最近在中国的销售额约占 15%,两家公司的总销售额都以两位数的速度增长。然而,Synopsys 本财年对投资者的指导假设美国政府的出口管制不会进一步变化,而 Cadence 指出其地理收益组合可能会发生重大变化。 Mentor Graphics 在被西门子收购后于 2017 年退市,现在是该公司数字工业部门的一部分,西门子 EDA 似乎正在与其两个主要竞争对手保持一致,这三家公司合计占全球 EDA 行业收入的 75% 左右。 除华为外,从事 EDA 开发的中国公司还包括 Empyrean Technology,X-Epic,Cellixsoft,Xpedic 等。Empyrean 提供模拟和混合信号 IC,SoC 和平板显示器(FPD)设计解决方案,是最先进的。 根据 Digitimes 的一份报告,与三星代工合作的 23 家 EDA 公司中有 8 家是中国的,他们通过技术和有竞争力的价格实现了这一地位。美国人对中国压低价格以抢占市场份额的担忧开始成为现实。 中国 EDA 产业的下一个目标节点将是 7nm,这是目前该国光刻能力的极限。由于禁止向中国出口 EUV 光刻设备,因此较小节点的进入壁垒急剧上升。 与此同时,半导体设计和相关的光刻技术也在前沿迅速发展。2022 年 10 月,研究机构 TrendForce 写道,如果目前的趋势继续下去, 「... 中国在 10nm 以上的工艺中实现半导体自主化并不困难" 「致力于 SoC、云计算芯片、GPU 发展的中国本土 IC 设计人员,为了满足产品升级的迭代需求,注定要转向更先进的制造工艺,并有望在未来 2-4 年内走向 4nm 制造工艺」 但美国对 EDA 软件的限制影响「预计将在 2025 年逐步显现,不仅推迟了一些中国国内 IC 设计人员的开发进度,甚至造成发展停滞。 随着华为 14nm EDA 工具的公布,这一预测直接指向下一个战场。 3 月 21 月,全球领先的 GPU 设计商 Nvidia 宣布推出一个名为 cuLitho 的新软件库,为计算半导体光刻技术带来加速计算。 CuLitho 使用当前解决方案所需功率的一小部分将光掩模的生产速度提高三到五倍。随着芯片制造商转向 2nm 及以下制程,它应该会带来更好的设计规则,更高的密度和更高的良率。 该技术是与 Synopsys(全球最大的 EDA 公司)、ASML(EUV 光刻设备的垄断生产商)和台积电(世界领先的 IC 代工厂)合作开发的,历时 4 年。台积电计划从 6 月开始生产。 根据 Techopedia 的定义,软件库是一套用于开发软件程序和应用程序的数据和编程代码。光刻是在硅晶圆上创建 IC 设计的过程。光掩模是设计模板。 ASML 对计算光刻的解释如下: 「在平版印刷过程中,光的衍射以及 [晶圆上] 感光层中的物理和化学效应会使机器试图打印的图像变形(可以想象这是试图用宽水彩画笔画一条细线)。 「计算光刻使用制造过程的算法模型,使用来自我们机器和测试晶圆的关键数据进行校准...... 为了优化扫描仪(光刻机)、掩模和工艺,以提高设备的可制造性和产量... 「如果没有计算光刻技术,芯片制造商就不可能制造出最新的技术节点。 参与 cuLitho 开发和应用的高层管理人员对这项技术有这样的看法: 英伟达首席执行官黄仁勋(Jensen Huang)表示:「随着光刻技术达到物理极限,英伟达引入 cuLitho 以及与我们的合作伙伴台积电、ASML 和 Synopsys 的合作,使晶圆厂能够提高产量,减少碳足迹,并为 2nm 及更高层奠定基础。」 台积电首席执行官 CC Wei 博士表示:「cuLitho 团队通过将昂贵的操作转移到 GPU 上,在加速计算光刻方面取得了令人钦佩的进展,这一发展为台积电在芯片制造中更广泛地部署逆光刻技术和深度学习等光刻解决方案开辟了新的可能性,为半导体规模的持续发展做出了重要贡献。」 ASML 首席执行官 Peter Wennink 表示:「我们计划将对 GPU 的支持集成到我们所有的计算光刻软件产品中,我们与 NVIDIA 在 GPU 和 cuLitho 上的合作应该会为计算光刻带来巨大的好处,从而为半导体微缩技术带来巨大的好处,在高数值孔径极紫外光刻时代尤其如此。」 Synopsys 首席执行官 Aart de Geus 表示,计算光刻,特别是光学接近校正(OPC),正在推动最先进芯片的计算工作负载的界限,通过与我们的合作伙伴 NVIDIA 合作,在 cuLitho 平台上运行 Synopsys OPC 软件,我们将时间从几周缩短到几天。 光学接近校正可补偿由光衍射或过程效应引起的误差,以提高光刻的精度。ASML 的高数值孔径 EUV 光刻系统计划于 2025 年进行大批量生产。
  • 《把芯片视为货币:美国和中国的AI竞赛》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:李衍
    • 发布时间:2023-08-22
    • 在目前世界各地发生的更明显、更真实的战争背景下,还存在另一种经济和工业性质战争,即美国和中国之间的贸易战。这场中美贸易战的潜在后果对全球地缘政治具有极其重要的意义,如何处理两国之间的互动将决定两国领导人及其各自盟友未来合作的基础。这场贸易战是围绕半导体芯片的生产展开,争夺人工智能霸主地位已成为两国关注的问题。 供不应求的短缺 在讨论人工智能的作用之前,从一开始或前后开始更有指导意义,但不需要追溯到那么远的时间——事实上,距离2018年只有五年的时间。从当年1月起,在唐纳德·特朗普(Donald Trump)前任和现任总统乔·拜登(Joe Biden)的总统任期内,美国在半导体方面对中国实施了几层限制和贸易壁垒,每一层都旨在填补前一层留下的漏洞。 这些限制的原因是多方面的,首先是简单的经济学(美国希望阻止中国在半导体供应链中不断增长的市场份额),然后是相互交织的担忧,如风险暴露和将半导体用于军事目的。 关于地理风险敞口,自2020年以来,全球芯片短缺,半导体芯片供不应求。这种短缺使美国设计公司面临依赖东南亚制造能力的风险,许多因素导致了全球芯片短缺。其中最主要的是新冠肺炎大流行,需求上升(由于越来越多的人在家工作,因此需要个人电脑),供应下降(由于亚洲各地的封锁导致工厂关闭),数据挖掘的兴起(需要GPU,从而再次增加需求),2021年台湾遭遇干旱导致清洁工厂和晶圆的超纯水生产出现问题,Asahi Kaseri、Renesas和ASML旗下多家制造厂发生火灾,以及俄乌战争导致氖气采购困难。 这些事件加在一起可能足以让美国考虑投资自己的生产能力。但中国在半导体进口方面的支出水平,以及该国商业和军事企业之间的模糊界限,导致美国对为竞争国配备在关键技术领域超越美国的工具持谨慎态度。这也是人工智能发挥作用的地方。 人工智能作为激励因素 除了上述限制外,2022年8月26日,美国政府禁止AMD和英伟达向中国出口人工智能芯片。根据英伟达8月份向美国提交的文件,这是以许可协议的形式出现的,该协议立即生效,限制英伟达A100和即将推出的H100未来出口到中国(包括香港)和俄罗斯。任何包含A100和H100 IC的系统,以及任何与A100大致相同的先进集成电路,都包含在新的许可证要求中。该文件称,美国政府已表示,新的许可证要求将解决所涵盖的产品可能被中国或俄罗斯以军事身份使用的风险。AMD的一位发言人在接受路透社采访时也以类似的方式表示,该公司收到了新的许可证要求,这实际上阻止了AMD MI250 AI芯片向中国的出口。 这些信息暗示了一个事实,即美国政府对中国公司施加的限制不仅仅是试图从亚太地区夺取供应链的一些控制权,也是国家安全问题。这些措施是美国试图通过阻止中国实现人工智能霸权所需的先进技术来阻止中国的人工智能激增(这并非毫无根据的担忧,因为截至2018年,中国在人工智能技术方面申请的专利是美国的2.5倍)。这就是中国商业和军事交织的结果,拜登政府实际上已经停止了阻止军事出口的尝试,同时保留了商业出口和由此产生的收入。因此,引用战略与国际研究中心的话,“高端人工智能芯片不能再出售给在中国运营的任何实体,无论是中国军方、中国科技公司,还是在中国运营数据中心的美国公司”。 人工智能不仅有望成为未来25年经济发展的最大驱动力之一,而且对中国来说,掌握人工智能代表着有能力完善符合现有架构的治理模式。人工智能模型的有效性在很大程度上取决于所提供的训练数据集的质量和广度。鉴于中国可以收集大量的公民数据,该国准备从人工智能的广泛使用中获益。 中国的回应 直到最近,面对这些限制,中国一直相当沉默,尽管当台积电去年宣布计划在美国亚利桑那州建造新的制造设施时,表达了一些不满。但在2023年7月,中国进行了反击,限制了某些半导体芯片制造中使用的镓和锗的出口。 根据美国地质调查局的数据,目前中国生产的镓约占世界的98%,控制着全球各国约68%的精炼锗产量。对这些材料出口的限制对美国及其盟国的影响不容低估。 展望 美国对中国施加的压力越大,中国就越倾向于将资金注入自己的国内供应链。到目前为止,中国还没有寻求发展一个孤立的、前后相连的国内半导体供应链,因为他们可以选择与优秀的外国合作伙伴合作。在短期内,这对中国来说将是非常困难的。尽管中国一直在储备芯片和中小企业,以应对这些强制控制,但这些资源最终会耗尽。因此,如果中国的半导体产业不想完全枯竭,中国必须寻求发展国内能力,至少在更高级的节点处理方面。在接下来的几年里,中国似乎不得不依靠更成熟的节点工艺来制造新芯片。 话虽如此,中国不太可能完全没有外国的支持,至少在中小企业和零部件供应方面是这样。在中国市场持有大量股份的公司,比如德国蔡司公司,该公司为ASML的极紫外光刻机提供镜片,而中国是其增长最快的市场,可能不愿意放弃从中国产生的收入。为了遵守美国的出口管制,该公司可能会在其产品中去除美国的投入或组件,以便在中国销售这些产品而不会产生影响。 从长远来看,中国有理由保持谨慎乐观,被迫以前所未有的方式合作。中国的晶圆厂、设计公司和中小企业可能会形成一个生态系统,这个生态系统不仅在被迫合作中更加强大,而且比大多数其他国家更彻底地与全球供应链中断隔离(此外,还不受美国的控制)。这带来了巨大障碍,但如果其他国家感受到无法加强其原材料供应的不利经济影响,这些障碍可能会被消除,或者至少会减少。