突發(fā)!美政府欲限制AI芯片核心技術(shù)GAA、高帶寬內(nèi)存HBM出口
彭博報道稱,美國政府正在考慮進(jìn)一步限制中國獲取用于AI的尖端芯片技術(shù)。
這項技術(shù)是制造尖端芯片「全環(huán)繞柵極」(GAA)晶體管技術(shù)。
另外,知情人士透露,高帶寬存儲器(HBM)的限制也在談判中。這些都是構(gòu)建AI加速器的關(guān)鍵技術(shù)。
現(xiàn)有的制裁措施阻止了中國獲取用于3nm及以下生產(chǎn)所需的設(shè)備。
知情人士表示,目前還不知道美國何時會做出最終決定。專家們?nèi)栽谘芯咳绾沃贫ㄟ@類規(guī)定的范圍。
尖端芯片核心技術(shù)GAA受限
政策制定者的目標(biāo)是,讓中國在開發(fā)和制造AI模型所需的高度復(fù)雜的計算系統(tǒng)加大難度。
其中,GAA是目前最尖端芯片背后,關(guān)鍵技術(shù)所在。
GAA納米片晶體管在提高密度的同時,提供了功率和性能優(yōu)勢,但它們僅用于最尖端的工藝節(jié)點。
目前,全世界只有三星在其3nm節(jié)點上生產(chǎn)這種技術(shù)。
2年前,得益于GAA,三星官宣3nm制程的芯片量產(chǎn)之際,使得芯片性能猛提30%,功耗暴降50%,而且面積也減少了35%。
此外,英特爾將在其未來的20A節(jié)點中采用GAA,而臺積電將在其A16工藝中跟進(jìn)。
在明年年內(nèi),大多數(shù)機(jī)構(gòu)都計劃開始大規(guī)模生產(chǎn)GAA架構(gòu)的芯片,包括英偉達(dá)、英特爾、AMD等領(lǐng)先半導(dǎo)體公司以及臺積電、三星等芯片制造商。
知情人士稱,美國工業(yè)與安全局(BIS)最近向技術(shù)咨詢委員會發(fā)送了一份GAA規(guī)則草案。該委員會由行業(yè)專家組成,就具體技術(shù)參數(shù)提供建議——這是監(jiān)管過程的最后一步。
有行業(yè)官員對草案發(fā)出了質(zhì)疑,認(rèn)為規(guī)則過于寬泛,因此具體條款的范圍尚未最終確定。關(guān)于GAA的對話正在進(jìn)行,外界也不清楚美國何時會宣布最終決定。
預(yù)計這些措施不會構(gòu)成對GAA芯片出口的全面禁止。相反,這次制裁瞄準(zhǔn)的是制造相關(guān)芯片所需的技術(shù)。
與此同時,美國對高帶寬存儲器(HBM)出口的新限制,也將成為打造AI計算系統(tǒng)一個關(guān)鍵的瓶頸。
這些半導(dǎo)體由SK Hynix、Micron Technology等公司制造,可以加快內(nèi)存訪問速度,增強AI加速器的性能。
它們可用于訓(xùn)練AI軟件,這個過程需要大量的信息輸入。
不過,據(jù)說這些討論尚未像加強GAA限制那樣深入,因此可能未來才會看到這些限制的正式宣布。
這則消息披露后,造成了半導(dǎo)體公司的股市震蕩。英偉達(dá)公司股價下跌了2.5%,AMD下跌了1.9%,英特爾下跌不到1%。
取代FinFE,GAA延續(xù)「摩爾定律」
一直以來,包括7nm、5nm在內(nèi)的芯片制程都采用的是FinFET晶體管技術(shù)。
要知道,半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)步的背后有著一條金科玉律,那就是「摩爾定律」。
摩爾定律表明:每隔 18~24 個月,封裝在微芯片上的晶體管數(shù)量便會增加一倍,芯片的性能也會隨之翻一番。
當(dāng)FinFET結(jié)構(gòu)走到了無法突破物理極限的時候,對新的晶體管技術(shù)提出了需求。
也就是說,GAA (gate-all-around,簡稱 GAA) 架構(gòu)的出現(xiàn)再次拯救了摩爾定律。
相比于傳統(tǒng)芯片采用的「FinFET」技術(shù)而言,三星采用的「GAAFET」技術(shù)明顯占據(jù)優(yōu)勢。
「FinFET」技術(shù)已經(jīng)在芯片上使用了將近10年時間,它幫助芯片完成了從28納米工藝到5納米工藝的跨越。
相比之下,「GAAFET」的溝道被柵極四面包圍,溝道電流比三面包裹的「FinFET」更加順暢,這樣的設(shè)計進(jìn)一步改善了對電流的控制,從而優(yōu)化柵極長度的微縮。不僅消耗功率低,耗電量低,速度也更快了。
三星認(rèn)為采用納米線溝道設(shè)計必須堆疊更多的線層以增加總溝道寬度,這樣的工藝不僅復(fù)雜,且付出的成本可能也大于收益。
因此,三星設(shè)計了一種全新的GAA形式——MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET,多橋-通道場效應(yīng)管),采用多層堆疊的納米片(Nanosheet)來替代「GAAFET」中的納米線(Nanowire)。
「MBCFET」采用了具有更大寬度的片狀結(jié)構(gòu),同時保留了所有「GAAFET」優(yōu)點,實現(xiàn)了最小化復(fù)雜度。
基于納米片的「MBCFET」具有極高的可定制性,納米片的寬度是定義功率和性能特性的關(guān)鍵指標(biāo),即納米片的寬度越大,它的性能就越高。