5nm芯片再次“刹车”，台积电产能减缓，华为光芯片研发时机来了从2020年以来

从2020年以来，全球芯片产能发生了些变化，一方面是14nm以上的芯片全球范围内产能过剩，另一方面则是7nm及以下芯片全球产能告急。从汽车行业、液晶电视行业蔓延到手机芯片行业。 2021年2月下旬，台积电方面也发出消息称，因地震、天气等影响了台积电多个工厂的生产，导致5nm芯片产能未达到预期，同时未来5nm芯片产能计划也将顺延。

文章图片
确实是因为天气原因导致的产能减缓吗？
事实上并非如此，其实在5nm芯片发布的时候，量产的良品率就不高，而且因为5nm芯片发布进度要求较高，所以在功耗和稳定性方面还有待完善，就以iPhone12为例，国外有不少网友反馈， iPhone12在发布会上宣称A14芯片相对于A13芯片，性能提升了40% ，但是实际上在使用过程中，并没有明显的区别（当然，也有可能是因为平时使用还达不到A13的上限，所以感受不明显）。但是另外一条数据显示， iPhone12和iPhone11在同行的软件运行下， iPhone12的耗电速度要比iPhone11快上20-30% 。

文章图片
而以上则是芯片带来的性能损耗问题，因为高性能必然需要的是高电压，而控制芯片用电功率，也是手机芯片需要考虑的问题，毕竟三星曾经因为散热问题导致失去了在国内的市场。性能的是提升，是否能够弥补功耗的损耗？这点是通过数据无法评估的，毕竟芯片确实是进步了，但是在实际使用体验中，确实存在一定的问题。那么5nm芯片的整套解决方案成熟会在什么时候呢？

文章图片
我们以麒麟芯片的设计进度为例：麒麟970为10nm芯片，麒麟980和麒麟990都是7nm芯片，从10nm到7nm需要经历2年的迭代才能成熟化。那么7nm到5nm ，则可能需要至少3年的时间，也就是说不管是A15还是骁龙888的下一代甚至下二代版本，仍然是5nm芯片。虽然现在在实验环境下已经能够设计出来3nm芯片，但是真正能够投方面量产时间，目前市场上还没有专家给出明确的预估。

文章图片
这次台积电减缓产能，也是为了稳固5nm芯片的良品率，同时迭代工艺技术。对于华为来说，则是一个新的研发时机。在2021年初，华为就公开了几项光芯片技术专利，其实早在2018年-2019年，华为就已经在准备光芯片技术的，当时海思半导体负责人的观念就是，时刻准备着芯片、操作系统等被限制，而华为也基于ARM架构，研发鲲鹏芯片、研发harmonyOS系统。只是没想到的是，制裁来得太快，导致了移动端芯片没有跟上节奏，国内目前14nm的量产工艺，满足不了麒麟芯片5nm的需求。

文章图片
不过还好华为留了一手，准备下了另外一个方向的技术：光芯片技术。如果延续着当前的硅晶芯片发展，势必会在设计上不会超过高通、苹果芯片多少，在产能上还要依赖于台积电。想要自己生产没有光刻机，即便是有了光刻机，美国也可以从基础零件中限制，为什么ASML的光刻机无法运到国内，也是因为这个原因。

文章图片
【5nm芯片再次“刹车”，台积电产能减缓，华为光芯片研发时机来了】光芯片则不一样，我们都知道硅晶芯片是由栅极和源极、漏极组成，通过单向的电信号传播。而除了电可以传输数据和信号之外，光同样可以传播信号和数据，而且光信号衰弱小，传输稳定，也不需要考虑电压负载的问题。而且光的信号承载和数字承载能力是大于电信号（可以类比普通网线和光纤，但是不是一样的概念，只是理解上便于理解），同样的精密度下，光芯片运算速度要大于硅晶芯片5倍左右。而光芯片的研发则是从设计到生产都是自主进行，但是华为缺的是时间，台积电5nm进度的减缓，给了华为缓冲的时间，希望华为早日研发出光芯片，度过5nm芯片的过渡期，在3nm芯片维度跟台积电相见。