為了防堵中國將美國的高科技最新技術及產品,轉入軍事用途,美國政府祭出一道道的禁令,對一些高科技產品及技術,限制美國廠商出口到中國。

7月底,美國發布的限制14奈米製程(含)以下的半導體製程設備,輸出到中國,這是美國企圖阻止中國晶圓製造,止步於成熟製程。儘管中芯已有「生產」14奈米晶片的「實力」,然而「亡羊而補牢,未為遲也」,此道禁令可阻止中國半導體製造業,在近期內進入先進製程。

8月12日,美國宣布GAAFET EDA、「超寬能隙」半導體材料「氧化鎵」、「鑽石」技術,以及「壓力增益燃燒(PGC)」技術,限制出口中國。

「超寬能隙」半導體材料,可耐更高電壓及更高溫度,是繼碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)之後,次世代的化合物半導體。美國此次禁令有「超前部署」的味道。

PGC技術與渦輪引擎、飛機發動機有關,很明顯地PGC技術與軍事用途有大的關連。

GAAFET為次世代的半導體結構,目前僅三星電子的3奈米製程使用,台積電及英特爾,將會在2奈米製程導入。美國管制GAAFET EDA對中國的IC設計業幾乎完全沒有影響,因為除了上海「盤矽半導體」採用三星電子的3奈米GAAFET製程外,沒有其他的中國IC設計公司,使用GAAFET製程。

對中國IC設計業者的「夢魘」是美國將EDA禁令「升級」,限制14奈米以下的EDA輸出到中國。目前全球EDA市場主要由益華、新思兩家美商公司及「德皮美骨」的西門子EDA,所占據,三者全球市占率高達75%以上。

中國本土有超過50家本土EDA供應商,其中「華大九天」、「芯願景」、「廣立微」、「芯華章」、「思爾芯」、「概倫電子」等較有名,華大九天是領導廠商。目前中國本土EDA供應商的市占率僅10%左右,大部分必須仰賴美商。

美國這個禁令,無疑給中國半導體供應鏈一記「當頭棒喝」,加速、加深「本土化」是中國高科技產業,不得不走的一條「不歸路」。

微驅科技總經理吳金榮。吳金榮提供
微驅科技總經理吳金榮。吳金榮提供

8月底,美國繪圖卡大廠輝達(NVIDIA)、超微(AMD),分別發布,根據美國政府規定,輝達必須暫停對中國、俄羅斯出口AI GPU產品,A100及即將推出的H100。

這對為受高庫存所苦的輝達而言,無疑是「雪上加霜」。

A100及H100鎖定資料中心市場,輝達估計美國這項禁令,將使輝達在第三季損失約4億美元,這兩款GPU分別採用台積電7奈米及4奈米製程,台積電也可能會遭受「池魚之殃」。

超微也收到美國政府出口許可要求,必須停止MI250晶片出口到中國。

所幸稍後,輝達公告美國政府已批准,到2023年3月31日止,輝達可對A100的美國客戶,提供出口到中國的支援。同時批准在2023年9月1日前,輝達可以透過香港分公司,對中國客戶提供必要的技術,以開發即將推出的H100產品。

輝達AI訓練GPU獨步全球,輝達的GPU是打造人工智慧運用的利器,除了IC外,相關的軟體支援,也是不可或缺。因此即使能夠透過「第三管道」取得被管制的IC,如果沒有輝達原廠支援軟、硬體的解決方案,只有IC是無法成其事。

中國對GPU的開發「不遺餘力」,從最早進入市場的「景嘉微」,到最近的「壁仞科技」、「天數智芯」、「登臨科技」、「摩爾執行緒」等,莫不「摩拳擦掌」,一方面在資本市場募資,另一方面招攬業界高手「共襄盛舉」。

例如壁仞科技,延攬輝達前上海總經理楊超源,及超微前全球副總裁李新榮等,業界高階專才加入。壁仞科技於今年第二季發表BR100 GPGPU,使用該公司原創晶片架構,採用台積電7奈米製程,並結合小晶片的設計、製造封裝技術。

BR100的應用,主要聚焦人工智慧訓練與推論、通用運算等,應該是瞄準輝達A100的競爭產品。

天數智芯於2021年推出由台積電7奈米製程代工的GPGPU BI (Big Island),號稱可媲美輝達的A100。

除了GPGPU外,另一類針對圖形處理的GPU,中國老牌的GPU供應商景嘉微已耕耘多年,有不少產品問世。

天數智芯及璧仞科技是兩家進入7奈米製程的例子,儘管中國GPU業者奮力向前,不過與輝達、超微仍有不小的差距。

美國的禁令,雖然可阻止中國在人工智慧發展的腳步,然而也會成為刺激中國GPU設計公司的成長的「引子」,這恐怕是美國政府「始料未及」的效應。