半导体超越人类智慧后，争夺更动荡

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半导体超越人类智慧后，争夺更动荡

2022/11/07

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半导体      中山淳史：半导体会发展进步到什么程度呢？看了全球最大的半导体企业韩国三星电子10月发布的“技术路线图”（Technology Roadmap）之后，我再次陷入这样的思考。


      据称，三星电子将于2027年量产电路线宽相当于头发丝60万分之一的1.4纳米（1纳米为10亿分之1米）半导体。这是比现在领先3代的技术，如果得以实现，当然是全球首例。

      其中有两个要点。一个是开发周期。根据与半导体性能相关的“摩尔定律”，晶体管元件的数量每隔18个月到两年就会翻倍，三星在技术路线图中指出，“将从2024年开始量产”比现在领先1代的3纳米半导体。估计这其中也反映了不久前上任的会长李在镕（三星创始人之孙）的意向，但1.4纳米技术真的来得及开发和量产吗?

      第二个要点是用途。半导体进步到这种程度之后，将最终走向人类力所不能及的“超越人类智慧”的用途。

      智能手机不需要最尖端芯片

      以美国苹果的智能手机iPhone14为例，该公司目前为该手机配备的是电路线宽为4纳米的逻辑（运算用）半导体，但市场预测数据显示，2023～2024年将会更换为新一代3纳米半导体，2027年前后将配备比现在领先两代的2纳米产品。

      但是，越来越多的观点认为，智能手机已经不需要最尖端芯片了。根据摩尔定律，只要晶体管增加，就可以根据目的对“运算处理能力”“省电化”“缩小芯片面积”中的任何一个方面做出改善，虽然现在采用的是4纳米技术，但能将iPhone具备的性能全部发挥出来并运用自如的用户并不多。

韩国三星电子提出的目标是到2027年量产比现在领先3代的半导体（图为现有产品）

      实际上，4纳米芯片是从2020年开始使用的5纳米芯片的衍生品。苹果已经使用同一种技术3年。

  如果是3纳米、2纳米技术，可能人们使用起来就更加力不从心了。因此，即便从2023年开始采用3纳米技术，苹果恐怕也要使用4年，一直用到2026年前后。如果进化到2纳米，使用时间或许会更长。

能对“iPhone14”上得到升级的功能全部运用自如的用户十分有限（9月，东京都内的苹果专卖店）

      即便摩尔定律本身被认为已接近物理极限，预计仍会持续到2030年前后。虽然这意味着世界上已经出现了这样的技术方案，但受智能手机拉动的微细化到2纳米左右就会走向终结。

      再回到三星的话题。该公司也在销售名为“Galaxy”的智能手机，可能会采用1.4纳米技术。但只要智能手机的性能不发生相当不连续的进化，1.4纳米就属于过剩的配置。

      对主要国家的竞争抱有危机感

      那么，半导体为何要追求微细化？这背后是由主要国家发起的围绕最尖端逻辑半导体的竞争的激化。

      要让制造业回归本国的美国政府在中国大陆威胁越来越大的背景下，正在增加补贴从台湾吸引需要大量采购的最尖端半导体的制造工厂落户美国。三星也想在这个领域分一杯羹，但被选中的是英特尔和台积电（TSMC）。

      同样高举经济安全保障旗帜、致力于半导体产业复兴的日本也吸引台积电的工厂落户日本，而关于“2纳米以后”的最尖端逻辑半导体的开发，日本还计划与IBM等美国企业合作推进。

提出扩大智能手机以外用途的韩国三星电子的半导体业务说明会

      三星是存储器领域的领头羊，而近年致力于逻辑半导体代工，希望保住世界第一的地位。但目前出现了新的动向，那就是代工企业巨头台积电及计划正式涉足的英特尔开始在前方形成阻碍，而将于近期启动的日本半导体企业联盟也将在美国的帮助下进入该领域。

在被各国的计划孤立的背景下，三星或许在力求避免被埋没。也就是说，三星正极力通过1.4纳米生产计划吸引全球客户的关注，以留住客户。

      高性能化带来的技术奇点

      那么，1.4纳米和日美的“2纳米以后”将用于什么用途？无疑将用于数据中心、人工智能（AI）及量子计算机外设等“高性能计算（HPC）”领域。

      数据中心已经可以说是人类共享的巨大计算机。可以瞬间处理汽车开发及便利店日常运营等大量数据，有助于开发新服务等。这种云计算今后需求也会扩大，将持续需要高性能半导体。

      航空航天及防卫领域也是如此。半导体的技术革新将步入由“巨大运算机器”而非智能手机等个人道具引领的时代。从远远超越个人能够掌握的能力这个意义来看，或许可以称作颠覆人与机械的“技术奇点（singularity）”。

      美国政治学家伊恩·布雷默(Ian Bremmer)在近期的著作《危机的地缘政治学》中提到“这是由谁来开发下一代尖端技术变得很重要的时代”，对集权国家等滥用最尖端半导体及AI等的风险敲响了警钟。

      中美在使用5纳米和4纳米芯片的高速通信标准“5G”领域也严重对立，技术竞争越来越激烈。可以预感到1.4纳米时代，围绕开发、知识产权管理及进出口，将比现在更容易引发地缘政治学问题。半导体的发展路线图已严重变质，主导权争夺也迎来动荡的时代。