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由飛騰事件看中美間的科技角力

為了讓美國重回半導體領先的地位,拜登政府有可能會比川普政府,有更強勢且積極的作為。法新社

日前華盛頓郵報的一篇報導,位於天津的飛騰信息公司,將其所開發CPU晶片用於中國的超級電腦上,並進行及極高音速飛彈的模擬及開發,所牽連的共有七家機構,包括了在中國各地的超算中心。美國商務不久前才將這七所機構列為實體清單,而台積電也隨即宣稱將遵守相關規定,不再為飛騰提供晶圓代工服務。

中國自行開發CPU晶片已有二十多年的歷史,飛騰為其中之佼佼者,預估2021年出貨將達200萬套,提供給各式的電腦及伺服器所使用。然而其前身來自於中國國防科技大學,因此一直與軍方有密切的關係。

此次所提到的超級電腦,應該是天河三號,使用的飛騰晶片是Arm架構,台積電16奈米的製程。天河三號雖尚未問世,但在2020年的天津超算中心已做了模型機的展示,預計其運算速度可達到1 exaFLOPs,也就是目前最快超級電腦日本富岳的兩倍,而天河二號也曾在2013年起數次蟬聯全球第一的寶座。天河二號是使用英特爾的 Neon晶片,但也自此美國禁止了核心晶片供應中國的超級電腦所使用。

中國另一個發展超級電腦的單位是江南計算所以及無錫的超算中心,由於都地處於太湖之畔,因此稱之為太湖之光。太湖之光是繼天河二號後,另一個稱霸全球的中國超級電腦,也是首次使用國產的晶片。江南計算所同樣也屬於軍方,其所研發的申威晶片是由中芯國際所製造,並使用28奈米製程,而新一代的申威晶片是14奈米。太湖之光雖然運算能力強,但是其核心運算晶片是使用相對落後的半導體製程,所以其功耗增加不少。

由於超級電腦是將一個複雜的科學或工程運算,拆成一個個小單位,再利用大量平行運算、演算法及內部傳輸架構來完成。因此單一晶片的運算能力並不是唯一的決定因素,這也是為什麼中國能稱霸全球,但使用的卻是相對製成落後的晶片。美國當然也很清楚超級電腦的運算,不必全然仰賴先進的晶圓製程能力,然而飛騰已經開始使用了台積電7奈米的製程,這是美國所不願意看到的,因此利用其與尖端武器發展的關聯,將其列入實體清單。

在中國的中芯國際也是個備受美國關注的單位,在最近所揭露的訊息中,其14奈米製程良率已達相當的水準。美國已經明令ASML不准輸出其極紫外光(EUV)的微影機,但是允許中芯擁有成熟製程如14奈米的能力。然而就在此時,中芯國際卻大動作的要以12億美元,購買ASML浸潤式深紫外光(DUV)的微影機,很難不令人作其他的聯想。近日外電報導,美國也有意要ASML不准提供浸潤式DUV微影機給中芯國際,逼得中芯急忙出面表態,說明公司仍將聚焦於14奈米的發展。

眾所周知,幾年前半導體界在開發7奈米製程時,是浸潤式DUV與EUV相互的競爭,DUV需要經過三次以上的多重曝光,而EUV只需要一次的曝光。最後EUV證實可以達到量產經濟規模而勝出,在成本上也具有競爭力。因此利用DUV也可以做到7奈米,甚至於5奈米。中芯國際雖無法獲得EUV,但購買為數眾多的DUV,也能達到相同的效果。由此可見美國在提防中國的科技發展,已到了錙銖必較的地步。

美國為什麼有這麼大的能耐,來阻擋中國尤其是先進半導體產業的發展?坦白說在半導體領域,不論就元件、製程或電路設計,其重大的創新都幾乎源自於美國。就以EUV來說,最核心的產生極紫外光源的設備,就是來自於美國的一家小公司Cymer,後來被ASML給併了。美國也只是最近這幾年,沒有執世界之牛耳,但是其影響力仍是無遠弗屆。

拜登政府現正致力於讓美國重回半導體領先的地位,而其中重要的一環就是要防止中國的崛起,相信拜登政府是會比前朝的川普政府,有更強勢且積極的作為。

曾任中央大學電機系教授及系主任,後擔任工研院電子光電所副所長及所長,2013年起投身產業界,曾擔任漢民科技策略長、漢磊科技總經理及漢磊投資控股公司執行長。