范 舉
華為最近發佈了全球最快5G多模終端晶片「Balong5000」和商用終端。余承東表示,Balong5000不僅是首款單晶片多模的5G晶片,可支持3G、4G和5G,同時具備能耗更低、延遲更短等特性。
至2020年,5G手機的出貨量或為智能手機出貨量總數的7%(約2.12億部),直至2022年將佔18%。由此可見,誰能擁有5G的先發優勢,誰就有可能在未來的智能手機競爭攫取到更多的市場份額和獲取更大的產業價值。
華為「5G刀片式基站」憑藉創新性採用統一模塊化設計等技術突破,獲得2018年度國家科學技術進步獎一等獎;該基站實現所有單元刀片化、不同模塊間任意拼裝,使5G基站的安裝像拼裝積木一樣簡單便捷。
無論是積木式的拼裝,以及5G晶片實現了能耗更低、延遲更短等特性,都是為了升級到6G預先作準備。一般估計,到了2030年,6G就會出世了。其運算的速度為5G的一千倍。因此,要求芯片一定要能耗更低、時間延遲更短,中國必須找到新的半導體材料。過去,電子芯片愈做愈細,每十八個月就升級一次,每一個芯片所含有的晶體管的數量就會增加一倍,換句話說,同等數量的晶體管的芯片的價格就會下跌一半。
硅一直是製造芯片(微型的集成電路)最佳材料,因為其導電的性能好,而且成本便宜。後來,芯片已經發展到5納米的微小水平,硅的導電和時延能力已經到了盡頭,不適宜製造這麼細的芯片。有的國家考慮新的材料,包括化合物半導體石墨烯、銦鎵磷化物(InGaP)、磷化銦(InP)和氮化鎵(GaN)。其中,GaN已經開始帶來重大收益,特別是在那些速度快、頻率高、效率高、耐熱性�L,高功耗的應用領域。不過,如果要製造更小型的高速度運算的芯片,上述的材料的加工工藝非常複雜,不容易向�荍韞[精細的方向發展。
如果要製造6G的芯片,因為運算速度非常高,芯片耗電量很大,如果芯片使用銅和鎢作為集成電路的底板的材料,出現了鎢和銅與絕緣層附�茪O差的缺陷,物理性能的極限,阻礙�荍韝p的面積和更多晶體管的工藝生產,特別是6G的電路芯片,有十五層之多,每一層之間需要有一個隔障層,如果使用銅和鎢作為材料,隔障層就佔8納米,Contact中實際金屬層為12納米(Metal Fill 8nm+Nucleation 4nm),Contact CD為10納米時,實際金屬層僅剩2納米,這樣就容納不下金屬層,精細達到10納米的芯片就製造不出來了。如果用鈷作為導電的材料,不會出現高溫,而且更加節省電力,工藝比較容易突破,更加容易向��3納米的水平進發,其功耗更低及儲存空間更大。
中國早就考慮到6G和電動汽車的競爭形勢,早就部署好了鈷的生產鏈條,全球四分之三的鈷都輸往中國煉製。特別是剛果與中國非常友好,源源不絕向中國出售鈷礦。這正正是美國全力攻擊中國在非洲國家中間製造債務陷阱、並且宣稱要在非洲和中國進行競爭的原因。