前不久，清華大學(xué)工程物理系教授唐傳祥研究組與來自亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心(HZB)以及德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB)的合作團(tuán)隊(duì)在《自然》(Nature)上發(fā)表了題為“穩(wěn)態(tài)微聚束原理的實(shí)驗(yàn)演示”的研究論文,引發(fā)了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注。

這篇文章從內(nèi)容上報(bào)告了一種新型粒子加速器光源“穩(wěn)態(tài)微聚束”(Steady-state microbunching,簡(jiǎn)稱SSMB)的首個(gè)原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),但SSMB作為一種光源,對(duì)于下一代光刻機(jī)的研發(fā)將起到非常重要的作用。而光刻機(jī),尤其是高制程芯片的光刻機(jī),是最近兩三年里聚焦國(guó)內(nèi)從政策制定者到資本市場(chǎng)目光的重要領(lǐng)域,這項(xiàng)試驗(yàn)的成功,無疑對(duì)中國(guó)在光刻機(jī)領(lǐng)域追趕世界先進(jìn)水平甚至實(shí)現(xiàn)反超注入了一針強(qiáng)心劑,對(duì)于汽車行業(yè)來說,避免在發(fā)展無人駕駛技術(shù)時(shí)遇到華為、中興類似的被放入實(shí)體清單導(dǎo)致的芯片禁運(yùn),具有戰(zhàn)略性意義。

 

 

最近,全球車企幾乎都受到缺芯的困擾,這其中主要缺乏的就是MCU這樣的功能芯片。這類芯片更多的還是被瑞薩、德州儀器、意法半導(dǎo)體等幾家國(guó)際巨頭所壟斷。這些半導(dǎo)體公司并沒有在國(guó)內(nèi)設(shè)立工廠,其海外工廠在去年則深受疫情肆虐,導(dǎo)致工廠開工率不足,同時(shí)國(guó)際物流也不暢通,使得芯片終端供貨不足。由于國(guó)產(chǎn)化替代率較低,而且車規(guī)級(jí)芯片還受自身研發(fā)測(cè)試周期長(zhǎng),工作環(huán)境苛刻等影響,因而功能芯片供應(yīng)的緊平衡在將來的一兩年里也不會(huì)得到根本性的扭轉(zhuǎn)。消費(fèi)電子的快速崛起以及智能化向越來越多行業(yè)的輻射與滲透,也會(huì)分流不少芯片代工廠的產(chǎn)能。

 

 

不過，對(duì)于主機(jī)廠來說,相比于眼前遇到的MCU功能芯片的缺貨,L4級(jí)別無人駕駛技術(shù)所需要的AI主控芯片更是重中之重。L4的商業(yè)化落地是今后一段時(shí)間各大主流汽車集團(tuán)的重中之重,誰(shuí)能夠率先實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別無人駕駛技術(shù)落地,誰(shuí)無疑就站在整個(gè)行業(yè)的頂端位置。在這場(chǎng)誰(shuí)都不能輸?shù)膽?zhàn)爭(zhēng)里面,雖然存在多種技術(shù)路線,但有一個(gè)共識(shí)那就是隨著無人駕駛技術(shù)代碼動(dòng)輒數(shù)以億計(jì),芯片的算力也需要不斷增加。相比于一般電池、電機(jī)控制器所用的芯片都還是28nm甚至更加落后制程的MCU功能芯片,將來車企的無人駕駛芯片肯定會(huì)不斷向消費(fèi)電子芯片所靠近,14nm甚至是7nm的AI主控芯片應(yīng)該是各大主機(jī)廠未來L4級(jí)別無人駕駛的標(biāo)配。

 

 

在今年的兩會(huì)上,包括上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、廣汽等國(guó)有車企掌門人的提案都將車規(guī)級(jí)芯片的國(guó)產(chǎn)化作為一個(gè)主要的提案方向。而中興、華為事件之后,包括工信部、中科院等也已經(jīng)將芯片設(shè)計(jì)以及制造視為重中之重。

 

芯片的研發(fā)投入巨大,目前國(guó)內(nèi)公認(rèn)的一款芯片的研發(fā)成本都在20億元級(jí)別,普通廠家難以負(fù)擔(dān)得起。研發(fā)完之后流片的單次成本就在2億元,一旦流片失敗,就意味著2億元打了水漂。除了需要源源不斷的資金之外,在芯片研發(fā)上還需要聚集一批科學(xué)家,人力成本也是一筆不小的支出。但國(guó)內(nèi)最近幾年在AI芯片設(shè)計(jì)方面,華為、地平線、寒武紀(jì)等都已經(jīng)有所突破,但是以中芯國(guó)際為代表的國(guó)內(nèi)芯片加工企業(yè),目前還是受到光刻機(jī)的制約,在技術(shù)水平上和三星、臺(tái)積電有不小的差距。而在車規(guī)級(jí)功能芯片MCU的領(lǐng)域,目前國(guó)內(nèi)并沒有如恩智浦、瑞薩這樣的芯片企業(yè),能夠和國(guó)內(nèi)外主機(jī)廠或者是大陸、博世這樣的零部件供應(yīng)商結(jié)成比較緊密的戰(zhàn)略合作,因此即便中芯國(guó)際擁有代工28nm、56nm這樣車規(guī)級(jí)MCU芯片的能力,國(guó)內(nèi)的芯片廠家也難以拿到主機(jī)廠這部分的訂單。

 

 

未來隨著無人駕駛技術(shù)的普及,手機(jī)上會(huì)使用的7nm甚至更高制程的芯片,不僅面臨設(shè)計(jì)上的巨大挑戰(zhàn),國(guó)內(nèi)受制于美國(guó)的出口管制技術(shù),像中芯國(guó)際這樣的芯片代工企業(yè)也很難買到ASML的高制程芯片的光刻機(jī)。而沒有光刻機(jī),那芯片制造便無從談起。如果最終各種技術(shù)路線都驗(yàn)證了4nm或者更高制程的無人駕駛專屬芯片可以實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別無人駕駛的商業(yè)化落地,那國(guó)內(nèi)車企就將真正面臨卡脖子的局面。正如同華為高端手機(jī),無論從性能還是從銷量售價(jià)上都已經(jīng)看齊蘋果,美國(guó)一紙實(shí)體清單的禁令,就讓其沒有辦法從臺(tái)積電還有三星拿到代工的芯片,也沒有辦法從高通購(gòu)買到芯片,就足見國(guó)內(nèi)在高端芯片方面的劣勢(shì)。到時(shí)候就算我們甚至可以搶在歐美車企之前部署L４級(jí)別無人駕駛系統(tǒng),但也會(huì)因?yàn)闆]有芯片而面臨華為一樣的窘境。