中國在半導體行業都有哪些厲害的「重器」！

AI晶元

2018年的平昌冬奧會閉幕式上，由張藝謀執導的「北京八分鐘」中，以「人工智慧」為代表的中國新科技元素驚艷世界。24台移動機器人「冰屏」與26名輪滑舞蹈演員傾情演出，變幻的燈光，美崙美幻的場景，傳統而富有底蘊的中華文化與人工智慧完美融合。

這些移動機器人能在舞台上如此靈活的完成任務的背後最主要是的有一顆強大的心臟——晶元。而中國也已經掌握了人工智慧晶元這個半導體行業中的「重器」。

2016年，寒武紀發布了全球首款商用深度學習專用處理器IP——寒武紀1A處理器。這款處理器基於寒武紀科技所發明的國際首個人工智慧專用指令集，具有完全自主知識產權，在計算機視覺、語音識別、自然語言處理等關鍵人工智慧任務上具備出眾的通用性和效能比，在1GHz主頻下理論峰值性能為每秒5120億次半精度浮點運算，對稀疏化神經網路的等效理論峰值高達每秒2萬億次浮點運算，同時支持八位定點運算和一位權重。在若干關鍵人工智慧應用上實測，寒武紀1A達到了傳統的四核通用CPU 25倍以上的性能和50倍以上的能效。

比特幣晶元

近幾年，比特幣的行情持續走高，由此創造了很多一夜爆發的傳說。而由此更是催生了一大批「挖礦」公司（比特幣挖礦就是利用電腦硬體計算出比特幣的位置並獲取的過程稱之為挖礦。），而北京比特大陸科技有限公司（以下簡稱比特大陸）就是隨之誕生的「挖礦」巨頭。

比特大陸成立於2013年，由吳忌寒和晶元設計專家詹克團（Micree Zhan）聯合創辦，是一家生產比特幣挖礦機、定製晶元、運營「礦池」（比特幣礦工工廠）的初創公司。僅用了5年左右的時間，比特大陸公司已有超過700多名員工，AI技術團隊200餘人。據預估，2017年比特大陸的銷售額預計達到驚人的143億人民幣，超過了國產手機晶元設計廠商展訊，榮登2017年中國十大集成電路設計公司排行榜第二名，僅次於華為海思。

比特大陸擁有低功耗高性能的16nm工藝集成電路的量產經驗，成功設計量產了多款ASIC定製晶元和集成系統，晶元出貨量達到數十億顆。2018年1月初，比特大陸帶來了全球首款張量加速計算晶元BM1680,以及板卡SC1/SC1+、智能視頻分析伺服器SS1等重量級產品。這是一顆面向深度學習應用的張量計算加速處理的專用定製晶元，適用於CNN、RNN、DNN等深度神經網路的推理預測（Inference）和訓練（Training）。晶元由64 NPU構成，特殊設計的NPU調度引擎（Scheduling Engine）可以提供強大的數據吞吐能力，將數據輸入到神經元核心（Neuron Processor Cores）。

比特大陸還通過在晶元內集成高度定製的BMDNN Chip link晶元鏈路技術，實現在高速SerDes上提供穩定，靈活，低延遲的鏈路，可以使多個BM1680晶元一起工作，使其作為一個統一的系統，提供更高的處理能力。

按照規劃，2018年比特大陸將發布第2代算豐AI晶元BM1682，計算力將有大幅提升。後續規劃中還有第三代、第四代等陸續發布。

長江存儲是紫光公司收購武漢新芯科技公司之後成立的存儲晶元公司，在武漢開工建設國內最大的存儲晶元基地，總投資超過了240億美元，目前建設的是一期工程，主要針對3D快閃記憶體，2017年9月產房提前封頂，進展很順利。而在產房之外，3D快閃記憶體晶元的研發工作也在同步進行中，17年底推出的首個32層3D是國產3D快閃記憶體晶元事業中的一個里程碑事件。

SiC

碳化硅是第三代半導體材料的典型代表，與傳統的硅材料相比，熱導率提升3倍，飽和電子漂移速度提升兩倍，能耗降低20%以上，可以廣泛應用於電動汽車、軌道交通、智能電網、通訊雷達和航空航天等重要國民經濟和軍工領域。很長一段時間，我們國家的碳化硅主要依賴進口。

2018年2月，中國首條6英寸碳化硅生產線在北京亦庄成功通線，這證明我國在半導體材料領域達到了國際先進水平，提升了我國製造業的國際競爭力。同時，該產線的建成是我國首次實現碳化硅全產業鏈貫通，從產業鏈源頭實現自主可控。

這條生產線由開發區企業北京世紀金光半導體有限公司投資完成，此次成功通線生產，有效提升了我國高端製造業的國際競爭力。

7納米晶元刻蝕機

現階段半導體產業能量產的最先進的工藝節點是7nm，台積電全面領先。在7納米製程設備方面，囊括了5大設備商包括應用材料(Applied Materials)、科林研發(LAM) 、東京威力科創(TEL)、日立先端(Hitach)、中微半導體。中微是唯一打入台積電7納米製程蝕刻設備的大陸本土設備商。半導體晶元，是信息化時代的基石，也是當今尖端製造的制高點。晶元製造，已經進入10納米到7納米器件的量產時代，是中國輸不起的領域，也是中國目前正在花大功夫發展的領域。

中微的7納米晶元刻蝕機是中國自主研發的第一批7納米晶元刻蝕機，是晶元製造和微觀加工最核心最先進的設備之一。它採用的是等離子體刻蝕技術。利用有化學活性的等離子體，在矽片上雕刻出微觀電路。

7納米相當於髮絲直徑的一萬分之一，這是目前人類能夠在大生產線上製造出的最小的集成電路布線間距，這已經接近微觀加工的極限。在ICP晶元刻蝕中，關鍵尺寸的大小和晶元溫度有著一一對應的關係。如果我們要求刻蝕均勻性達到1納米，那麼整個晶元的溫度差異就要控制在2度以內。中微自主研發的溫控設計，可以讓刻蝕過程的溫控精度保持在0.75度以內，優於國際水平。

氣體噴淋盤是刻蝕機最重要的核心部件之一，也是7納米晶元刻蝕機中的一項關鍵技術點。它的材料選擇和設計對於刻蝕機性能指標的影響至關重要。中微和國內廠家合作，研製和優化了一整套採用等離子體增強的物理氣象沉積金屬陶瓷的方法，這種創新的方法極大地改善了材料的性能，其晶粒更為精細、緻密，缺陷幾乎為零。相比國外當前採用的噴淋盤，中國的陶瓷鍍膜噴淋盤壽命可以延長一倍，造價卻不到五分之一。中微自主研發的7納米晶元刻蝕機讓中國晶元製造裝備補足短板、站上高端，與世界最先進水平同步。

柔性顯示屏

關於未來的手機造型，現在業界都在做可摺疊手機設想的概念圖，而要實現這麼一款可摺疊的手機，柔性顯示屏是關鍵。

作為全球最大的液晶面板需求市場，中國已成為全球擁有高世代液晶面板生產線最多的國家，智能屏、觸摸屏產量雙雙位居世界第一。

當下，我國迎來了柔性屏時代，京東方成都B7廠率先實現量產，同時也是世界上第二條實現柔性屏批量生產的生產線，工廠面積接近7個「水立方」!在柔性屏量產前的極限測試中，在水中被測試用的柔性屏可以任意扭曲。低功耗、高解析度僅有0.03毫米厚度的柔性屏，正在給終端顯示領域帶來全球性的革命。3000名工程師，10年儲備，4萬個技術難關攻破。在《大國重器》中也介紹到，BOE(京東方)成都第6代柔性AMOLED生產線項目月產能4.8萬片，主要生產中小尺寸柔性AMOLED顯示屏。項目達產後年投入57.6萬片6代玻璃基板，達產年可出貨9000萬片以上高端柔性顯示屏，實現年產值有望超過300億元,這座超級工廠有望終結中國缺屏的窘境，引領中國走向柔性顯示屏的製造強國!

除了政策上的支持，國家在金錢上的投入也毫不含糊。2014年6月國家發布《國家集成電路產業推進綱要》，從政策上完善落實一系列支持集成電路產業發展的措施，並設置了分階段目標；緊接著於2014年9月設立國家集成電路產業投資基金（俗稱「大基金」），主要用於集成電路產業的投資，支持行業的發展壯大。

截至2016年年底，國家集成電路產業投資基金股份有限公司＂大基金＂兩年多來共決策投資43個項目，累計項目承諾投資額818億元，實際出資超過560億元；已實施項目覆蓋了集成電路設計、製造、封裝測試、裝備、材料、生態建設等各環節，實現了在產業鏈上的完整布局，帶動的社會融資超過了1500億元。

有了這一個個強有力的重器，未來中國半導體行業定能推到一個此前從未有過的水平高度。

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