本文來自格隆匯專欄:半導體行業觀察 作者:龔佳佳
俗話説“世事難料”。在2020年年初的時候,不會有人想到這場新冠疫情會引起全球的缺芯風波;2021年年初,也不會有人想到,除了疫情,還會有地震、雪災、火災等“天災”因素讓缺芯潮雪上加霜;到了2022年年初,更不會有人想到,除了上述的天災人禍,全球芯片產業還將因為俄烏戰爭引起新一輪的動盪。
當前,俄烏衝突使得俄羅斯成為了世界的焦點。在美國的帶動下,全球半導體居主導地位的中國台灣、韓國以及日本等已比照採行美國的出口管制清單,對俄羅斯實施禁令。利用自己的優勢地位,遏制他人的科技命脈是美國一向的作風。但對於俄羅斯來説,這場芯片戰爭是否真的掐住他的“七寸”?
本篇文章,筆者就來細數下俄羅斯的芯片實力以及俄烏戰爭或許帶來的影響。
從當前俄羅斯進口芯片數據來看,其在半導體產業方面的實力屬實薄弱。聯合國 Comtrade 數據庫的海關數據顯示,俄羅斯在 2020 年進口了價值 4.3984 億美元的二極管、晶體管和其他半導體設備,以及 12.5 億美元的電子集成電路 (IC)。根據世界半導體貿易統計 (WSTS) 組織的數據,這只是 2020 年全球半導體銷售額 4404 億美元的一小部分。
圖片來源:protocal
一般來説,一個國家進口芯片金額的大小在一定程度上與半導體市場繁榮與否息息相關。俄羅斯加起來滿打滿算都不足20億美元的進口金額足夠説明其在芯片領域並不是那麼強大。美國半導體行業協會(SIA)首席執行官John Neuffer直接指出,“俄羅斯並不是半導體的重要直接消費國。”據SIA稱,俄羅斯僅佔全球芯片採購量的 0.1%。研究公司 IDC 估計,在 4.5 萬億美元的全球產業中,俄羅斯芯片市場的貿易價值為 500 億美元。但半導體實力薄弱並不意味着俄羅斯沒有芯片產業。雖然前蘇聯大部分電子信息、半導體、微電子基地留在了烏克蘭和白俄羅斯,但作為其大兒子,也是有一定的基礎。
目前俄羅斯有兩家主要的集成電路製造商,分別是Mikron和Angstrem公司。
Mikron
Mikron成立於1964年,總部位於位於澤列諾格勒,是俄羅斯最大的微電子製造商和出口商之一,佔據了54%出口,可以採用180/90/65nm的工藝製程。
在 1960 年至 1980 年期間,Mikron為蘇聯開發微電子技術。2010 年,Mikron獲得了90 nm工藝的許可,並於 2012-2013 年左右開始生產。2014 年末Mikron宣佈,開始在俄羅斯的進口替代計劃下使用90 nm工藝試生產Elbrus-2SM微處理器。2020 年,其65 nm工藝通過了生產工藝的鑑定和改進。
圖片來源:Mikron
Angstrem
Angstrem成立於1963年,是俄羅斯領先的全週期微電路和功率半導體器件生產企業,同時也是唯一一家能夠提供工業規模大規模生產的電子元件製造商。其前身為 NII-336(研究所-336),後來重組為精細技術研究所和Angstrem工廠。Angstrem與Mikron(莫斯科、澤列諾格勒)和 Integral(白俄羅斯、明斯克)是蘇聯集成電路的主要製造商。但在2017 年,Angstrem受到與烏克蘭有關的美國製裁的重創,申請了破產保護。2018 年,VEB.RF成為 Angstrem-T 的主要所有者,並開始銷售其設備。其官網消息顯示,Angstrem JSC可以在俄羅斯設計和製造具有 1 µm 至 0.6 µm 最低拓撲標準的 Ø 150 mm 晶圓上各種技術的芯片。其生產基地包括晶體生產、組裝生產和檢測中心。
在芯片設計領域,俄羅斯也曾研發推出過“Baikal”和“Elbrus”等系列芯片,分別由Baikal Electronics和俄羅斯莫斯科中央科技公司(MCST)研發。
Baikal Electronics
Baikal Electronics(全稱JSC Baikal Electronics)成立於2012年,是T-Platforms LLC的子公司,同時也是俄羅斯第一家設計具有超標量內核的CPU 的公司,通過使用MIPS和ARM 架構設計集成電路(處理器和片上系統),為其產品開發SDK 、主板標準設計和系統軟件。
圖片來源:Baikal Electronics
2015年5月,Baikal Electronics and Imagination Technologies宣佈首款商用Baikal微處理器將基於MIPS Warrior P5600,命名為Baikal-T1,首批樣品將於 2015 年 6 月開始提供。
2021 年 10 月,Baikal Electronics宣佈開始出貨 BE-M1000。BE-M1000是一款具有 8 個 ARM Cortex-A57 內核、8 核 Mali-T628 GPU、HDMI、PCI Express、10Gb 以太網和 SATA 的系統,CPU由台積電採用28nm工藝製造。Baikal Electronics 計劃每月運送 15.000 個 CPU,主要供應給運行政府批准軟件(如Astra Linux)的俄羅斯國有公司。
YADRO
YADRO 是一家自主研發的科技公司,專注於設計和開發高效的服務器和存儲產品。2021年12月6日,Imagination Technologies宣佈,其超高效的BXM-4-64圖形處理器(GPU)已獲得YADRO Microprocessors的採用並向其出售了授權許可。
YADRO Microprocessors是Yadro的子公司,其企業級服務器和存儲解決方案在俄羅斯市場處於領先地位。IMG B系列GPU將應用於YADRO Microprocessors的EL Construct T系列基於RISC-V的系統級芯片(SoC)中,目標市場是企業平板電腦應用,預計該SoC將於2023年出貨。
MCST
俄羅斯莫斯科中央科技公司(MCST)成立於 1992 年,是列別捷夫精密機械與計算機工程研究所的直系後裔,研發了基於兩種不同指令集架構(ISA) 的微處理器:Elbrus和SPARC,用於個人計算機、服務器和計算系統。
據瞭解,MCST在INEUM 的參與下開發了 Elbrus 處理器架構和基於它的同名通用 VLIW 微處理器系列。2014年,經過三年的發展和俄羅斯工業和貿易部 2440 萬美元的投資,MCST 宣佈開始生產 Elbrus-8C 微處理器,這是俄羅斯首批上市的八核微處理器。
圖片來源:維基百科
當然,除了俄羅斯本土企業外,很多歐美廠商在俄羅斯也都有駐點,比如Mapper LLC。
Mapper LLC成立於 2012 年,是 荷蘭Mapper Lithography Holding 的 100% 子公司,並得到 Rusnano 的財務支持。2013年莫斯科工廠建成,2014年開始量產電子光學元件。其官網顯示,位於莫斯科的現代 MEMS 工廠,除了生產用於 Mapper Lithography 的電子光學元件外,還為 100 mm晶圓上的 MEMS 製造提供代工服務。
圖片來源:Mapper LLC
英特爾在俄羅斯的辦事處也有二十多年的歷史。據瞭解,英特爾在莫斯科以東約 260 英里的城市下諾夫哥羅德經營着一個主要的軟件開發中心,包括其莫斯科辦事處的員工在內,英特爾在俄羅斯的員工總數為 1,200 人,主要從事英特爾產品的關鍵領域的工作,例如自動駕駛和優化英特爾芯片的架構。
此外,AMD、英偉達、IBM、戴爾科技、蘋果和谷歌也在俄羅斯設有辦事處。
雖然有網友調侃俄羅斯芯片產業“沒有脖子就不怕卡脖子”,但科技作為一個國家的力量之錘,如今被人捏住命脈,勢必會對國家發展產生影響。
首先,俄羅斯作為一個軍事強國,在現代軍用方面勢必會需要新興科技,但無論是AI、量子運算、虛擬實境(AR)、擴增實境(BR)還是高效能運算、先進武器系統,都離不開高端芯片的支持。然而,當前世界上能設計、製造高端芯片的巨頭,包括英特爾、AMD、英偉達、高通和Arm以及台積電、三星、格芯等在內大多已暫停對俄業務。
其次,俄羅斯國防工業信息安全的關鍵芯片“Elbrus”系列以及“Baikal”系列兩款重要芯片都是由台積電為之代工。而中國台灣經濟部長王美花已證實,台灣將對輸往俄羅斯的產品進行嚴格審查,台灣半導體廠商也願意配合相關政策。
據自由亞洲電台報道,淡江大學歐洲研究所副教授崔琳指出,在芯片方面,俄羅斯從筆電到軍事設備都依賴台灣的半導體,所以切斷這種供應,對俄羅斯影響很大。她表示,韓國半導體大廠三星也對俄國制裁,所以在先進高端芯片方面,對俄羅斯傷害會愈來愈明顯。
中國台灣智庫國防安全研究院所長蘇紫雲則分析,目前俄軍使用的武器是已製造生產,還不會有立即性影響,但台積電暫停供貨,將對俄羅斯產生“長尾效應”。雖然目前俄羅斯的軍備用不到先進製成的芯片,但未來軍備的改量和新世代發展會受到長尾效應影響,無法再發展更新的裝備。
當然,此次俄烏戰爭受到影響的必然不會只有俄羅斯一家。這一點從近期的報道來看,大家也應該十分清楚,氖氣和鈀作為芯片製造的重要組成部分,而俄羅斯和烏克蘭正是它們的主要供應商。
以氖氣為例,烏克蘭負責出口全球約 50% 的氖氣供應,這些氖氣分別來自Ingas 和 Cryoin兩家烏克蘭公司。其中,在入侵之前,Ingas每月為中國台灣、韓國、中國大陸、美國和德國的客户生產1.5萬至2萬立方米的氖氣,約75%流向芯片行業。但據路透社報道,受到戰爭的影響,這兩家公司都關閉了業務,因為俄羅斯軍隊升級了對烏克蘭各地城市的襲擊,造成平民死亡並摧毀了關鍵基礎設施。
毫無疑問,主要廠商的停擺讓原本就“不富裕”的芯片產業更是岌岌可危,半導體產業所需的稀有氣體價格更是一路飆升,連帶着芯片製造成本也在不斷攀升。美光首席執行官Sanjay Mehrotra近日就在公佈財報收益的電話會議上表示,目前預計短期產量不會因俄烏戰爭而受到任何負面影響,但我們預計在確保原材料的安全供應的過程中,生產成本可能會增加。
“戰爭一旦開始,沒有一個人能獨善其身。”
顯然,在這場對俄羅斯發動的芯片戰爭中,我國也已被迫捲入其中。3月23日,美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)表示,如果中國企業向俄羅斯出口用美國技術製造的半導體,美國將“絕對”會實施出口管制,此舉可能使中國企業基本關門。
雷蒙多還補充到,中國沒有能力製造世界上最先進的半導體,中國所有的半導體企業都依賴美國的軟件來生產芯片,他們必須服從管制。那些繼續向俄羅斯供貨的中國公司將面臨嚴厲的懲罰。
且不説,是否會有中國企業向俄羅斯供貨,也不説美國是否真的有能力能搞垮中國企業。僅在工藝製程方面,很多海外媒體就表示,雖然在戰爭之前中國是俄羅斯最大的芯片供應國家之一,俄羅斯從中國購買了大約 70% 的芯片供應,但中國只能生產相對低端的芯片組,這些芯片組對汽車和家電有好處,無法適用於俄羅斯的導彈。
雖然經過十幾年的發展,我國在半導體領域所取得的成就和進步是肉眼可見的,但問題也是十分明顯,面臨嚴重的進出口逆差、芯片製造工藝落後、歐美貿易制裁等問題。美國對中國芯片的制裁,從2018年中興長達七年的禁令開始,擴大到2019年的華為。美國商務部BIS黑名單也是增添了一波又一波的中國企業。
受美國製裁影響,我國芯片自主熱情空前高漲。據路透社報道,分析師説,西方對俄羅斯實施全面限制,阻止其進口從芯片到計算機和電子產品等一系列商品,可能會加快中國自己在半導體行業自力更生的步伐。中國一位芯片顧問也表示,中國可能會從當前制裁及其對俄羅斯的影響中 “觀察和學習”。
當然,我們要觀察和學習的可能不止當前制裁對俄羅斯的影響,俄羅斯本身的芯片產業也是有值得學習的地方。
最後,引用航天科工二院郭衍瑩於2020年在環球網發表的《正確認識和借鑑“俄羅斯沒有芯片危機”的經驗教訓》一文中的看法。
“我們主要學習俄羅斯的自主創新的精神,和揚長避短的設計思想。俄羅斯人巧妙地用創新的模擬電路技術替代芯片,的確值得大家佩服和借鑑。但俄羅斯從未誇耀自己的模擬電路如何好,勝過芯片。説白了他們也是出於無奈。但他們能在無奈中爭取最好的結果。他們的創新精神和揚長避短的設計思想才是真正值得我們學習的。”