從華為開賣新手機看中國半導體產業 | 郭譽申

華為公司和中國的半導體產業,過去幾年受到美國聯合其盟邦的嚴厲制裁和打壓封鎖。上月底,華為突然宣佈開始銷售新手機Mate 60系列,包含旗艦手機Mate 60 Pro,被視為突破了美國的制裁和封鎖,讓中國大陸歡欣鼓舞,而美國關注警惕。從Mate 60我們可以看出中國半導體產業的現狀和未來展望。

蘋果公司即將推出iPhone15手機系列,但尚未推出,因此無法與Mate 60比較。比較Mate 60與蘋果去年推出的iPhone14,Mate 60的功能毫不遜色,更有獨特的衛星通話功能。Mate 60 Pro採用麒麟9000S晶片,由中芯國際以7奈米製程生產,而iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max則採用Apple A16 Bionic晶片,由台積電以4奈米製程生產。

晶片的製作可以簡單分為兩部份,設計和生產。A16 Bionic晶片,以較先進的4奈米製程生產,似乎應該優於以7奈米製程生產的麒麟9000S晶片;但是iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max的功能並未強過Mate 60 Pro。這表示麒麟9000S的設計強過A16 Bionic,彌補了生產方面的劣勢。具體而言,4奈米的A16 Bionic晶片比較細緻,包含較多的電路和電子元件;而7奈米的麒麟9000S晶片則包含較少的電路和電子元件,卻完成類似A16 Bionic的功能,因此是更優異的設計。以此觀之,中國半導體產業的設計能力可能已超越美國。

麒麟9000S晶片包含上億的電路和電子元件,其設計必須利用功能強大的電子設計自動化(EDA)軟體,麒麟9000S的成功表示,中國在EDA方面也大致追上世界水準了。軟體一向是華為的強項,這不令人意外。

美國限制高階晶片,16/14奈米(含)以下,的生產設備流入中國,現在華為和中芯合作,生產出7奈米的麒麟9000S晶片,當然是重大的突破。其實這是有跡可循的,一两年前中芯國際已經運用7奈米製程技術,量產出貨比特幣挖礦晶片(參見《美國晶片法案損害台灣半導體產業和國家安全》)。比特幣挖礦晶片可說是特殊功能晶片,較不具代表性,但麒麟9000S則是各種功能齊備的複雜晶片,能生產麒麟9000S幾乎表示,中芯有能力生產所有的7奈米晶片。

中芯的成功表示,中國在半導體的生產能力上已大幅拉近與頂尖技術的差距,而且中國可能已能自製部份的高階晶片的生產設備(僅內用而未公開為人所知)。此外,中芯能以較落後的生產設備生產出高階晶片,顯示中國的生產製程工程師的優異。

科技落後者要追上科技領先者,需要資金和人才,再加上一些時間。在半導體產業,如上述,中國不缺設計和生產的人才。現在華為新手機Mate 60系列的大賣,讓華為和中芯可以收益幾百億人民幣,足以支撐它們未來一两年的研發,而且政府和民間都會很有信心投資它們。資金和人才充分滙集,中國半導體產業的騰飛看來將比一些專家的預測更快更早。