半導(dǎo)體的技術(shù)極限在哪里?當看到全球最大的半導(dǎo)體制造商韓國三星電子10月公布的“科技路線圖”后，我開始重新思考這一問題。

三星尋求在2027年實現(xiàn)1.4納米制程芯片的量產(chǎn)。1.4納米僅相當于頭發(fā)絲直徑的六萬分之一。這是一項領(lǐng)先于現(xiàn)有水平三代的技術(shù)，如果成功無疑是全球首創(chuàng)。

這里有兩個值得關(guān)注的點，一是研發(fā)周期，二是用途。按照與半導(dǎo)體相關(guān)的“摩爾定律”，晶體管元件的數(shù)量每18到24個月的時間就會翻一番。三星在路線圖中明確提出，“從2024年起量產(chǎn)”3納米芯片?？雌饋聿痪们熬腿喂緯L的李在镕也有這方面的意向，但生產(chǎn)1.4納米芯片來得及嗎?

如果半導(dǎo)體真能發(fā)展到如此高的水平，那么其用途遲早會突破人力所能掌控的范疇。

我想以美國蘋果公司的智能手機iPhone14為例。目前iPhone14搭載的是4納米制程的芯片，但市場普遍預(yù)測蘋果會在2023年到2024年將其替換為3納米，2027年前后更換為2納米。

但是越來越多的觀點也認為，智能手機并不需要使用最先進的芯片。如果依據(jù)“摩爾定律”增加晶體管的數(shù)量，那么“演算處理能力”“節(jié)能效力”“芯片小型化”等所有目的將可以同時達成。目前所使用的4納米芯片已經(jīng)能夠激發(fā)出iPhone的所有能力了，而且很少有手機用戶能夠用到所有功能。

事實上4納米芯片就是2020年開始使用的5納米的派生產(chǎn)品，也就是說同一種技術(shù)蘋果已經(jīng)使用了3年。

3納米、2納米可能讓人更加應(yīng)付不來。所以即便從2023年開始使用3納米，蘋果也可能會一直用到2026年前后。如果更換為2納米，使用周期還會更長。

即便正在無限接近物理極限，但“摩爾定律”預(yù)計到2030年仍將有效。三星的路線圖具有為世界提供高水平技術(shù)解決方案的意義，但以智能手機引領(lǐng)的芯片小型化趨勢將在2納米節(jié)點上迎來終結(jié)。

三星生產(chǎn)的蓋樂世系列智能手機可能會搭載1.4納米芯片。但是只要智能手機的性能沒有出現(xiàn)突破性進展，1.4納米芯片就會成為過高的配置。

那么芯片小型化趨勢是如何出現(xiàn)的?主要還是幾個大型經(jīng)濟體圍繞最前沿的邏輯半導(dǎo)體展開的競爭所致。

致力于制造業(yè)回流的美國政府不斷籌集補貼，爭取讓有能力生產(chǎn)最先進半導(dǎo)體的臺灣企業(yè)赴美建廠。三星也試圖分一杯羹，但最終被美國選中的是英特爾和臺積電。

同樣高舉經(jīng)濟安全大旗、謀求重建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的日本也在吸引臺積電赴日建廠，同時又在被稱為2納米級的最前沿邏輯芯片的研發(fā)中尋求與IBM等美國企業(yè)的合作。

三星是存儲器領(lǐng)域的王者，近年來也開始大力進軍邏輯芯片的代工市場，希望借此筑牢半導(dǎo)體行業(yè)全球老大的地位。但最大的晶圓代工企業(yè)臺積電和致力于進軍這一領(lǐng)域的英特爾橫亙在前，近來組建的日本半導(dǎo)體企業(yè)聯(lián)盟也在美國的助力下出現(xiàn)進軍代工行業(yè)的動向。

或許是不希望看到被各國的項目所孤立、市場份額被搶占，三星試圖以1.4納米芯片的生產(chǎn)計劃吸引和留住全球的客戶。

那么1.4納米和日本的2納米級能夠用在什么地方?毫無疑問是數(shù)據(jù)中心、人工智能、量子計算機周邊設(shè)備等“性能計算集群”領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)中心可以說是全人類共有的巨型計算機，從車輛研發(fā)到便利店日常運營，數(shù)據(jù)中心可以瞬間處理海量數(shù)據(jù)，開發(fā)出新的服務(wù)類型。這種云計算將在未來擁有巨大市場需求，高性能的半導(dǎo)體自然也有市場。

航天和防衛(wèi)領(lǐng)域也是如此。半導(dǎo)體技術(shù)的革新終于進入“巨大演算機器”引領(lǐng)的時代，而不是智能手機這種個人裝備。從遠遠超越人類所能熟練使用的能力這層意思出發(fā)，或許這就是人機逆轉(zhuǎn)的技術(shù)奇點。