美國新規(guī)之下，多數(shù)國產(chǎn)先進(jìn)制程芯片海外代工暫不受影響！

10月21日消息，雖然美國政府于10月7日出臺(tái)了針對(duì)中國大陸的出口管制新規(guī)，一些中國大陸的芯片制造商受到了較大的影響，但是對(duì)于多數(shù)的中國大陸芯片設(shè)計(jì)廠商來說，目前的影響相對(duì)有限。比如據(jù)彭博社報(bào)道，中國GUP廠商壁仞科技最新的7nm GPU芯片BR100依然能夠繼續(xù)由臺(tái)積電代工。

根據(jù)之前美國公布的限制規(guī)則顯示，美國已宣布將某些先進(jìn)計(jì)算芯片，以及包括先進(jìn)計(jì)算芯片的計(jì)算機(jī)商品添加到商業(yè)控制清單（CCL）中。

例如美國此前已經(jīng)要求NVIDIA暫停向大陸出貨的A100、H100 GPU卡，要求AMD暫停出貨的MI200 GPU。此次新規(guī)還以A100的性能指標(biāo)作為限制標(biāo)準(zhǔn)。即同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件的即為受管制的高性能計(jì)算芯片：（1）芯片的I/O帶寬傳輸速率大于或等于600 Gbyte/s；（2）“數(shù)字處理單元 原始計(jì)算單元”每次操作的比特長度乘以TOPS 計(jì)算出的的算力之和大于或等于4800TOPS。

所謂原始計(jì)算單元包括：NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用計(jì)算單元）、MAC（矩陣運(yùn)算單元）、FPU（浮點(diǎn)運(yùn)算單元）、AMU（模擬乘法器運(yùn)算單元），使用憶阻器、自旋電子學(xué)、磁子電子學(xué)的處理單元，使用光子學(xué)、非線性光子學(xué)的處理單元，使用模擬、多級(jí)非易失性（multi-level nonvolatile weights）的處理單元，使用多級(jí)存儲(chǔ)器或者模擬存儲(chǔ)器的處理單元，Multi-value units、spiking架構(gòu)芯片（例如IBM的TrueNorth）。

美國新規(guī)當(dāng)中有指出，一個(gè)或多個(gè)模擬、多值或多級(jí)“原始計(jì)算單元”，其處理性能將以TOPS乘以8來衡量，即8bit下的算力需要乘以8換算成1bit下的算力，再跟限定的4800TOPS比較。

美國對(duì)于受限的超級(jí)計(jì)算機(jī)的定義為：“在體積41600立方英尺以內(nèi)具備FP64計(jì)算能力在100Petaflops以上，或者FP32在200Petaflops以上算力的計(jì)算系統(tǒng)”。

超過以上閾值高性能計(jì)算芯片或超算系統(tǒng)都將受到新的出口管制規(guī)則的限制，除非獲得美國商務(wù)部的許可證。

同時(shí)，新規(guī)還針對(duì)在中國大陸進(jìn)行超級(jí)計(jì)算機(jī)或所需的超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片開發(fā)或生產(chǎn)的項(xiàng)目提出增加新的許可證的要求，并且出口管制的范圍還將擴(kuò)大到中國大陸以外的利用美國技術(shù)來為中國大陸廠商制造的可以被用于超算的高性能芯片或被用于超級(jí)計(jì)算機(jī)的器件的外國廠商。

即在中國大陸設(shè)計(jì)此類芯片的設(shè)計(jì)廠商、制造超算芯片的晶圓廠，以及有用到美國技術(shù)的海外晶圓代工廠在為中國大陸芯片設(shè)計(jì)廠商代工此類芯片時(shí)，都將受到美國的出口管制新規(guī)限制，除非獲得美國商務(wù)部的許可。但是這里的前提跟前面一樣，芯片的峰值算力大于或等于4800TOPS*1bit（相當(dāng)于INT8算力600TOPS），I/O雙向帶寬大于或等于600GB/s才會(huì)受到限制。

BR100是壁仞科技于2022年8月9日發(fā)布的旗下首款通用GPU芯片，基于臺(tái)積電7nm工藝，CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）的2.5D封裝，其INT8算力達(dá)2048 TOPS，BF16算力達(dá)1024 TFLOPS，TF32＋算力達(dá)512 TFLOPS，F(xiàn)P32算力達(dá)256 TFLOPS。BR100還支持 PCIe 5.0接口技術(shù)與 CXL通信協(xié)議，雙向帶寬為 128 GB/s。根據(jù)公開的資料也顯示，BR100也是目前所有的國產(chǎn)GPU當(dāng)中性能最強(qiáng)的一款芯片。

按照美國新規(guī)給出的限制“閾值”來看，壁仞科技BR100算力是超過“閾值”的，但是BR100的帶寬則小于“閾值”。而美國新規(guī)的給出的限定條件是，同時(shí)達(dá)到算力和帶寬“閾值”的產(chǎn)品才會(huì)受到限制。所以，壁仞科技的BR100確實(shí)不會(huì)受到新規(guī)的限制，臺(tái)積電可以為其代工。

正如前面所提及的，目前壁仞科技的BR100是國內(nèi)目前最強(qiáng)的國產(chǎn)GPU芯片，其他的已經(jīng)發(fā)布的國產(chǎn)芯片GPU，比如天數(shù)智芯天垓100、摩爾線程的蘇堤等不論是算力還是帶寬都是遠(yuǎn)在美國限定的“閾值”之下。 

同樣，其他的芯片設(shè)計(jì)廠商（除華為以及此次擴(kuò)大限制的28家實(shí)體）也無需對(duì)于禁令過于緊張。因?yàn)槊绹舜谓钪饕拗频氖乔懊嫣峒暗摹伴撝怠敝系母咝阅苡?jì)算和超算芯片及系統(tǒng)的對(duì)中國大陸出口，以及大陸在這方面的制造能力，包括通過限制相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備對(duì)大陸的出口，以限制大陸制造16/14nm及以下先進(jìn)制程邏輯芯片、128層及以上NAND閃存芯片、18nm半間距或更小的DRAM內(nèi)存芯片的制造能力。但是其他例如基于先進(jìn)制程的國產(chǎn)智能手機(jī)芯片、IOT芯片、汽車芯片等，臺(tái)積電、三星等海外晶圓代工廠依然是可以為相關(guān)大陸芯片設(shè)計(jì)廠商代工的。

對(duì)于這一點(diǎn)，此前筆者也曾與某頭部晶圓代工廠內(nèi)部相關(guān)人士進(jìn)行交流，對(duì)方看法亦是如此。

但是，這也并不什么值得高興的事，因?yàn)閺拿绹矫娴囊幌盗袆?dòng)作來看，套在我們“脖子”上的繩子已經(jīng)是收的越來越緊。誰也不知道，下一次，美國是否又會(huì)再出新規(guī)來限制國內(nèi)設(shè)計(jì)的先進(jìn)制程芯片在海外的代工。所以，核心問題還是在于國內(nèi)半導(dǎo)體制造業(yè)何時(shí)能夠突破？個(gè)人認(rèn)為，如果在未來五六年內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)7nm的去美化產(chǎn)線（關(guān)鍵還是在于核心設(shè)備和材料），那么很多問題將迎刃而解。

為什么是7nm的去美化產(chǎn)線？因?yàn)殡S著制程工藝向著更微觀的3nm、2nm尺度推進(jìn)，晶體管的微縮開始變得越來越困難，不僅推進(jìn)的腳步越來越慢，能夠帶來的性能提升也越來越有限，但成本也越來越高，摩爾定律正趨于失效，同時(shí)其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益正在消失。有研究顯示，5nm的單位晶體管的成本已經(jīng)幾乎與7nm持平（即制程更先進(jìn)，單位面積的晶體管密度更高、數(shù)量更多，但是攤薄到單個(gè)晶體管上的成本并沒有帶來成本的降低），3nm的單位晶體管成本甚至已經(jīng)要高于7nm。因此，7nm的去美化產(chǎn)線的建立，對(duì)于我們來說更具實(shí)際意義。美國后續(xù)即使在更先進(jìn)的3/2nm層面保持圍堵，對(duì)于我們整個(gè)科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的壓制作用將比較有限。