中科创星创始合伙人米磊:芯片由电到光的转换,是接下来的新机会|探路2022

“芯片由电到光的转换,是接下来的新机会。此外,还有量子芯片、异构集成、chiplet也将会越来越受到关注。”

中科创星创始合伙人米磊

中科创星创始合伙人米磊

钛媒体注:「探路2022」是钛媒体年终策划专题,邀请各行业 TOP 投资人、创业领袖一起回顾过去一年的行业变化和企业成长,同时共话新逻辑、展望2022。本文为中科创星创始合伙人米磊对话钛媒体App「探路2022」栏目,以下为米磊对行业未来的展望

过去一年对于芯片行业变化的关键词是“向上”、“车芯”。

第一个词是“向上”。目前来看,芯片(本身)已经火热起来了,特别是近两年,禁运、限令让大家逐渐体会到了“卡脖子”的痛苦,自主创新几乎形成了全面共识。但是,由于早些年我们的半导体产业缺环,落下较多的课,要做好“芯片”,就要对产业链进行全面掌握和自主创新。

因此,除了芯片本身外,很多人都已开始瞄准芯片产业链的上游了——设备、材料。加上这些上游环节的国产化率也比较低,所涉及的核心技术基本都在荷兰、美国、日本等国家;包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等半导体设备,光刻胶、靶材、特殊气体等材料。

第二个词是“车芯”。中国作为汽车制造大国,汽车产量蝉联全球第一,占据全球四分之一市场。而一辆普通汽车平均要500-600颗芯片,一辆智能汽车平均要1000颗芯片,仅国内汽车对汽车半导体需求就十分旺盛。再加上国产车规级芯片行业占比较低,因此,不论是模拟芯片企业,还是MCU企业、AI芯片企业,2021年都已开始瞄准“车规级芯片市场”。

因为在我记忆里2021年最深刻的事情恐怕是由于疫情带来的“芯荒”,最后引发了“车规级芯片”备受追捧,一“芯”难求引发了挺多事情。比如,由于疫情影响,恩智浦、英飞凌等为首的几大芯片巨头认为芯片需求量会大幅减少,纷纷削减了芯片订单,进而以台积电、联电等为首的芯片制造商主动砍掉汽车芯片产能。

但由于中国疫情防控成效显著,市场需求反而扩大,再加上车规级芯片研发周期长,上游减产与下游扩量就导致了供不应求。最终,由于芯片短缺,导致国内一年少生产了100万+辆汽车。

包括我们还听到坊间说的“新能源造车产商开会内容都是围绕芯片,而非汽车,反而更像是半导体产业发展大会”“香港劫匪抢劫约500万港元芯片”“汽车厂商百倍高价回收芯片”等等事件。

展望2022芯片行业,中科创星的观察是随着摩尔定律走向“终结”,芯片在制程工艺上的瓶颈越来越明显,已经快接近物理极限了——硅原子的直径约为0.22纳米,当制程降至7纳米以下时,极易出现电涌和电子击穿问题,也就是已经很难完美地控制电子了。

虽然代表全球最顶尖水平的台积电仍然在不断地进行3纳米及2纳米的技术研发及产能投资,但业内人士普遍认为集成电路的尺寸微缩最多到2030年就会达到物理极限,亟需寻找创新发展的出路。因此,如何超越摩尔定律,提升性能,以及节省能耗,就成了新的挑战。

这意味着,接下来一方面要在材料上进一步的突破,比如使用宽带隙半导体材,即SiC、GaN——第三代半导体在遇到高温、高压、高电流时,跟一代(Si)、二代(GaAs)比起来,不会轻易从绝缘变成导电,特性更稳定,能源转换也更好。

另一方面,中科创星一直也在关注的就是光(子)芯片的发展,这也符合我提出的“米70定律”的发展趋势——与电子相比,光子作为信息载体具有先天的优势:超高速度、超强的并行性、超高带宽、超低损。

具体来说,一是在传输信息时光子具有极快的响应时间。光子脉冲可以达到fs量级(飞秒量级),信息速率可以达到几十个Tb/s,性能能够提升数百倍。二是光子具有极高的信息容量,比电子高3-4个量级。采用光交互系统的新型使能技术可以实现低交换延迟和高传输带宽。三是光子具有极强的存储和计算能力,能以光速进行超低能耗运算。四是光子具有极强的并行和互连能力。光子是玻色子,不同波长的光可用于多路同时通信。五是光子具有超低的能耗表现。1bit信息的能耗,光子器件比电子器件低3个数量级,仅为电子器件的千分之一。

因此,芯片由电到光的转换,是接下来的新机会。此外,还有量子芯片、异构集成、chiplet也将会越来越受到关注。(本文首发钛媒体App,内容为受访者第一人称表述,编辑 | 郭虹妘)

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