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区块链拯救中国芯片业?挖矿造“芯”调查

界面 · 05月03日 09:42
阅读 1058

金牛导读:对于矿机芯片厂商而言,挖矿热潮的兴起在一定程度上带动了芯片封测环节的单点突破,但在其它核心关键环节,依然需要整条产业链的协同发展。



4月24日,中国证监会副主席姜洋调研了生产“阿瓦隆”挖矿机的嘉楠耘智,并称“不管你们芯片用于什么,本质上都还是一家芯片公司,希望你们在国内上市。”


在ICO监管愈发严峻的当下,中国证监会对挖矿机厂商的认可与寄望是较为罕见的,而这也侧面反映了芯片国产化已迫在眉睫。


而区块链“芯”能否拯救中国“芯”,蜂巢财经(HiveEcon)进行了详尽调查。


挖矿热带来的“芯”机遇


根据IC Insights统计数据,中国的芯片市场需求占全球50%以上,部分芯片占70%~80%,而90%依赖于进口,国产芯片只能自供8%左右。仅在2016年,中国进口芯片总金额接近1.5万亿元人民币,比排在第二的原油进口金额高出近一倍。


实现高端芯片自主化、提升芯片自给率已经刻不容缓。但事实上,在芯片国产化的道路上,中国发展多年却一直进展缓慢。近年来华为海思、展讯等企业虽然通过架构授权,快速投入设计研发,取得一定进展,但目前只能满足自给。


值得关注的是,近年来由比特币和区块链带动的国内挖矿热潮,催生了一批挖矿芯片厂商,这对于中国芯片产业而言,或许孕育着新的机会。


根据比特币的“挖矿”原理,算力越大,能挖到的比特币就越多,因此算力成了矿工所追求的根本,从而推动了高运算力芯片发展和需求。中本聪在设计比特币的时候,最早是用家用电脑来挖矿,主要依靠CPU来计算,但随着比特币等数字货币价值越来越高,挖矿难度越大,矿工们只能比拼硬件,于是通用计算能力更强的GPU矿机和专用计算芯片ASIC矿机快速兴起。


目前,全球90%的比特币矿机都是由中国厂商生产,其中尤以比特大陆最为抢眼。以比特大陆主流的蚂蚁S9为例,其用了189颗使用台积电16nmFinFET制程制造的BM1387。而考虑到全网庞大的“挖矿”算力,那就意味着必须有大量的矿机在运行,这就给芯片制造商和封测厂带来庞大的收益。


公开数据显示,比特大陆在2017年的芯片销售额高达143亿元人民,成为仅次于华为海思的国内第二大Fabless(只做芯片设计,不做制造的企业)。


而国际晶圆代工厂更是赚得盆满钵满。据悉,台积电占了全球挖矿ASIC的九成订单,2017年台积电总营收为330亿美金,比特币挖矿芯片业务大概占其3-5%营收,这意味着比特币芯片业务为其带来了近十多亿美金的营收,几乎等同于跟一部销量较强的iPhone的营收贡献。


蜂巢财经(HiveEcon)获悉,当前中国大陆从事比特币ASIC芯片研发的厂商接近20家左右。从产业链来看,目前中国受益明显的主要集中在芯片的封装测试环节,主要由于矿机ASIC芯片普遍采用FC(Flip-Chip)工艺,有一大部分订单已经流向大陆,国内如华天科技、长电科技和通富微电等具有FC产能的公司都已开始收益。


以比特大陆的主要封装供应商华天科技为例,其2018年2月产能约为6000万颗/月,按照矿机芯片单科封装费用1.6元/颗计算,其2018年芯片封测业务营收预计将超过10亿元人民币。


根据海通证券统计数据, 2017年矿机ASIC芯片给国内芯片封测领域带来的收入全年合计10.68亿元,预计2018年矿机芯片封测市场规模将达到60亿元。


拯救中国“芯”不能只靠矿机芯片厂


那么,这是否意味着矿机芯片厂就能拯救中国“芯”呢?


按照半导体芯片产业链来划分,一般分为芯片设计、晶圆制造和封装测试三个环节。从上述情况来看,目前这一批从挖矿热潮中异军突起的矿机芯片厂商主要集中在封装测试环节,而在芯片设计和晶圆制造等关键环节,中国大陆厂商仍然非常薄弱。



(图:半导体芯片生产制造流程)


首先在芯片设计领域,用于芯片开发的EDA(电子设计辅助)工具在国内基本处于空白,没有了EDA工具,完成超大规模集成电路的设计几乎不可能。美国三大EDA厂商——Synopsys、Mentor和Cadence几乎掌握了高端芯片设计市场。


2017年年底和今年1月份,嘉楠耘智和比特大陆相继发布了自主设计的人工智能边缘计算芯片KPU和AI专用芯片BM1680。从某种程度上来看,此举可以说是矿机芯片厂商在芯片设计领域的一次重要突破。


而在制造工艺方面,现阶段中国大陆最先进的半导体制造工艺制程是中芯国际及联芯两家公司量产的28nm,科技部去年曾提出2018年将量产14nm工艺,但英特尔、三星和中国台湾的台积电制造工艺早已达到10nm节点,甚至是7nm节点,目前差距在4—5年时间。


除制程方面的差距外,另一方面,制作芯片最核心晶圆的光刻机,目前全世界能生产出商用级的仅有两家,即荷兰的ASML和日本的尼康,尤其在在高端EUV光刻机上,ASML几乎垄断全球。在这一领域,国内目前仍然没有取得突破,虽然上海微电子装备已宣布与ASML达成合作,但要想生产出真正自主化的光刻机,同样也尚需时日。


实际上,中国芯片行业的羸弱并非单一环节受阻,从芯片设计、晶圆制造到封装测试的一整个链条都处于落后状态。对于矿机芯片厂商而言,挖矿热潮的兴起在一定程度上带动了芯片封测环节的单点突破,但在其它核心关键环节,依然需要整条产业链的协同发展。


因此,现阶段单纯依靠区块链发展来拯救中国“芯”是远远不够的。不过,一位芯片行业分析人士指出,由于比特币矿机ASIC芯片主要是数字逻辑,对于半导体工艺的需求主要是高速数字逻辑,在相当程度上,矿机ASIC芯片可以说是中国半导体行业在全球高速数字芯片领域的一次重大突破。




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来源:界面


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