2020年的8大科技热点：华为与台积电、5G生死斗、RISC-V与 Arm对决、

　　2019 年充斥着许多的不容易，对于所有的艰难时刻，就像华为创办人任正非日前接受 “华尔街日报” 专访时，被问到“孟晚舟被抓时您悲伤吗？” 他回答“忘了”。

　　这是一种往前看的态度。2019 年过去了，迎来 2020 年，过去的经验成为开创崭新一年的肥沃土壤，更重要的是，要能厘清新一年的产业趋势、明日技术与热点议题等，才能更清晰地往未来前进。

　　问芯 Voice 汇整了 2020 年的 8 大科技热点，在此帮读者继往开来，掌握新一年的产业趋势：

　　2019 年 5 月美国商务部将华为列入出口管制的实体清单（ Entity List ），销售给华为的产品当中，涵盖硬件、软件等的美国技术含量超过 25%（包括制造地位于美国、技术源于美国，以及源自美国的内容超过 25%，但在美国以外制造都算），就会被要求 “断供” 华为，导致 Google、Arm、赛灵思等欧美供应商第一时间启动一波断供潮。

　　台积电能持续出货，是因为出口给华为的产品中，在不包含晶圆制造设备下，源自美国的技术含量并未超过 25% ，这当中的关键是机台设备没有计算在内，而原物料可以用非美系的供应商作替代。

　　日前有消息传出，美国可能在 2020 年扩大对华为的供货禁令，将使用美国技术含量标准从 25% 下调至 10%，目的在于干扰台积电继续供应华为。

　　这个政策是否会改变，农历年前可以先观察一波。因为，台积电将在 2020 年 1 月 16 日举行投资人说明会，而外传，美国若有进一步的措施，第一个时间点有可能是 2020 年 1 月 17 日。

　　在台积电帮华为代工的部分，业内的关注都聚焦在高端工艺技术方面，因为越高端的技术，能替代的供应商较少。

　　根据业内人士推估，台积电在 7nm 工艺节点上，美国技术含量中应该可以压低在 10% 以内，约 9.x％，而 16nm 和 28nm 工艺技术，美国技术含量约在 12%～15% 左右。

　　7nm 工艺中所含的美国技术含量（包含原物料、IP、EDA 工具等），会较 14nm/28nm 工艺低，是因为 7nm 工艺的研发难度十分高，台积电自主研发比重加重，因此稀释掉一些来自美系供应商技术的比重，未来 5nm 研发也是同样趋势。

　　供应链指出，2020 年华为对台积电下单的 7nm/5nm 工艺的产能数量，原本约 40 万片产能，之前已下修到 32 万片左右。

　　如果美国的禁令将技术含金量从 25% 下调至 10%，比较可能受冲击的是 16nm 和 28nm 工艺的出货，可能的因应方式，是华为的 16nm/28nm 订单转投 7nm，或是转到中芯国际投片 14nm，届时也考验中芯 14nm 良率提升的进度。

　　二，存储狂热持续：合肥长鑫和紫光两大阵营的布局发展，以及全球 DRAM 和 NAND Flash 价格谷底翻扬的趋势。

　　过去两年芯片自主可控趋势下，存储芯片一直都是焦点，有长江存储成功研发 64 层 3D NAND 的好消息，也有 DRAM 厂福建晋华被美禁运的挫折，直到 2019 年合肥长鑫宣布 8Gb DDR4 芯片成功量产的消息，再度振奋国内存储产业。

　　合肥长鑫的成功研发实属不易，算是完成新技术第一阶段的顺利过关。2020 年将进入第二阶段的考验，也就是产品到了客户端后，客户方面的反馈状况，这也牵涉到之后的扩产进度。

　　尤其紫光也宣布要进军 DRAM 自主研发阵营后，与合肥长鑫将会有一番资源拉锯，包括人才网罗，以及未来大基金可能会再加码投资哪一个阵营？是非常重要的观察指标。

　　DRAM 产业历经近 5 季的库存调整后，已经在 2019 年第四季出现复苏迹象，展望 2020 年第一季因为是传统淡季，需求提升速度比较慢，然而，2020 年逐渐进入供需平衡是可以预期的，预期第二季 DRAM 价格可开始反转向上，挥别低潮。

　　因为近两年存储厂减少资本投入，并且放缓扩产进度，且部分供应商更将 DRAM 产线转换到订单爆满的传感器 CIS 上，2020 年 DRAM 供给量顺势降低，为 DRAM 价格反弹铺好道路。

　　在需求面上，2020 年有 5G 手机陆续上市的刺激，平均每支手机的存储搭载量由 3.76GB 提升到 4.25GB，年成长达 13%。此外，服务器用的存储容量也由 303GB 提升到 396GB，这两个应用板块都大幅刺激 2020 年 DRAM 需求量增加。

　　全球智能手机出货量已出现连续 3 年未成长的趋势，随着 5G 手机热潮来袭，2020 年将挑战终结智能手机出货衰退格局。

　　相较于 2018 年全球智慧型手机总出货量下滑至 14 亿支，估计 2019 年出货量也是持续衰退。

　　这当中原因，不外乎是过往积累了一波未换机的消费者，可能是因为现在手机的使用年限较长，加上有吸引力的新功能有限，因此拉长换机频率。

　　调研机构 IDC 指出，2020 年估计全球智能手机出货量将超过 14 亿支，回到正成长轨道。其中，5G 智能手机出货量可达 1.9 亿支，占整体智能手机总数的 14%，而该数字也远远超越 2010 年 4G 智能手机开跑元年的 1.3%。

　　再者，科技业者也看好随着全球运营商的 5G 网络覆盖范围扩大，5G 的入门款手机价格降低，估计到了 2024 年，5G 手机占整体智能手机的出货量可望逼近 50%。

　　5G 热度一天天升温，可以想见芯片界更迎来一场厮杀战，除了海思的麒麟 990，高通也端出旗舰款 S865 和单晶片 S765，以及联发科的天玑 1000。

　　高通积极宣传 S765 性能的优势，表示支援中低频的 Sub-6（6GHz 以下）及高频 mmWave（毫米波），而联发科的天玑 1000 只支援 Sub-6。

　　联发科技执行副总顾大为谈起对手高通的 S865 方案仍采用分离外挂方式时，就意有所指的表示，“如果你要问我，5G 中有哪些例子，是适合采用分离式设计而不适合 SoC，我还真想不到。”

　　高通则是表示，把 modem 芯片 X55 整合进 S865 中并不是问题，但在效能和连接能力上无法达到完美，为了追求更好的性能，因此选择采用外挂式的方案。

　　采外挂方案（处理器 AP 和 Modem 两颗芯片分离）的缺点是耗电高、占用的手机设计空间较大，因此要减少电池的可用空间。

　　但此方案的优点是具“弹性”，针对不打算快速建置 5G 网络的国家，高通的 S865 可以不用外挂一颗支援 5G 的 X55，改外挂 4G 的数据机芯片即可。

　　在价格战方面，虽然各厂的 5G 芯片都是从中高端切入，价格战却已提前开打，嗅到 5G 大战的白热化。

　　联发科因为有台积电产能的支援，天玑 1000 喊出 70 美元～85 美元，高通的 S765 5G 单晶片价格则是 70 美元，旗舰款 S865 芯片外挂 Modem 芯片是开出整套 120~150 美元。

　　高通总裁 Cristiano Amon 日前指出，乐见竞争者加入一起来扩大 5G 的推广，也有利于 5G 手机的平均价格快速降低。外界解读，高通释出此言，在暗示不畏惧价格战的开打。

　　在客户方面，采用联发科解决方案的有 OPPO、VIVO 等; 采用高通 S765 系列的有小米等。

　　RISC-V 原本是一个由学术圈发起的开源硬件专案，在 2019 年美国禁运令的推波助澜下，RISC-V 开源的特性，成为国内芯片自主可控风潮的受益者，有如野火蔓延，RISC- V 这把火烧下去，连龙头 Arm 都感受到压力。

　　Arm 也嗅到竞争氛围，在 2019 年宣布一个重大的新策略，就是针对 Arm v8-M 架构推出 Arm 客制化指令(Custom Instructions)，不会对新的或既有授权厂商收取额外费用，会让 SoC 设计工程师在没有软件碎裂风险下，可以针对特定嵌入式与 IoT 应用加入自己的指令。

　　Arm 的客制化指令集将从 Cortex-M 核心开始，以支援较大 SoC 设计专案中的微核心，第一个支援客制化指令集的会是 Cortex-M33，未来其他 Cortex-M 核心也会支援客制化功能，且 Arm 不会对此收取额外费用。

　　日前中国工程院院士倪光南也指出，未来 RISC-V 很可能发展成为世界主流 CPU 之一，从而形成 CPU 领域 x86、Arm、RISC-V 三分天下的格局。

　　这一番说法，肯定了开源的 RISC-V 架构有望为国内自主可控生态建设的可行之路，目前支援 RISC-V 架构的芯片公司有晶心、芯来、阿里平头哥等。

　　AI 技术的演进，应用面的普及，已经逐渐渗透并改变我们的生活，而下一个加速 AI 融入我们生活的关键，是云端走入 “凡间” 的 edge computing 技术，也就是 “AI at the Edge ” 已经成了非常重要的一股崛起趋势。

　　过去，很多业界投入的 AI 技术多是属于云端 AI，也就将搜集到的资讯都上传到云端，再透过资料中心、服务器进行比对分析，再反馈回终端装置。

　　这样的趋势经过多年的普及、进化，开始发现了不足之处，因为搜集资讯到传送资料到云端，再等待分析后才反馈到终端，过程太“遥远”、传输上的负荷也很重。

　　因此，大家开始思考让一些简单的资料分析和反馈在边缘端就可以完成。所谓的边缘计算 edge computing，其中 edge 指的是靠近数据源的运算单位，这样的概念也是物联网 IoT 概念的一环，由此可知，边缘计算和物联网一样，都有可不可缺的关键字：低功耗。

　　近期有几家锁定边缘计算芯片的 AI 公司，像是江行智能就是一家边缘计算技术与服务提供商，董事长刘江川是香港科技大学计算机系第一位 IEEE Fellow。

　　江行智能推出的 EdgeBox 可以在边缘侧进行实时计算，以及及时回传预警信息等，通过对海量物联网设备和数据进行管理、分析处理，提升企业运作的效率，像是应用在电力、新能源、工业流水线监控、运营商等领域，可以降低电力行业的通信开销和计算延迟。

　　另外，探境科技也是从语音 AI 芯片出发，朝图像 AI 领域前进，要逐渐覆盖多数的边缘应用领域，看好边缘端商机才刚开始而已。

　　什么是 Chiplet？简单来说就是一颗商品化的且具备功能（如 USB、存储器）特征的裸晶片（die），从系统端的角度来进行分解，然后开发出多种具有单一特定功能，可相互进行模块化组装的裸晶片，例如存储、计算、信号处理、数据流管理等功能，最终以此为基础建立一个 Chiplet 的芯片网络。

　　Chiplet 的普及对芯片产生什么影响？传统设计一颗 SoC 时，是从不同的 IP 供应商购买包括软核（代码）或硬核等 IP，结合自家研发的模块再集成一颗 SoC，再以半导体工艺品技术来完成。

　　进入 Chiplet 模式后，可能不需要买 IP 和自己做设计和生产，只需要购买已经做好的芯片裸片 die，再通过先进封装形成一个 SiP（System in Package）。

　　像是2019 年堪称国内芯片界最神秘的半导体厂“武汉弘芯”，也是台积电前营运长蒋尚义休息多年之后复出的代表作，就是锁定 Chiplet 的技术概念。

　　再者，美国国防高等研究计画署 (DARPA) 推动的电子产业振兴计画(ERI)，也开始主导 Chiplet 系统的 I/O 标准。

　　由于 Chiplet 技术概念是围绕在后摩尔定律中，因此非常适合国内半导体业者发力，辅以物联网技术的布局推广，将 Chiplet 技术的力量发展出去。

　　七，芯片加速国产化，持续摆脱对进口的依赖。2019 年美国对华为的一纸禁令掀起全球风暴，更注定中国走向芯片国产化替代，摆脱对进口芯片的依赖成了不能回头的路，因为华为的境遇，正是中国在科技发展的缩影。

　　中国在核心芯片技术受制于人上，被卡脖子的情况非常严重，过去十年在芯片设计上发展最好的是华为的海思麒麟系列处理器，已经可以高通的骁龙芯片一较高下。

　　中国半导体行业协会 IC 设计分会理事长魏少军曾在南京举行的 ICCAD 2019 上指出，2018 年中国进口芯片金额的数字是高达 3100 亿美元，有超过 50%，约 1584 亿美元的芯片是用于国内消费市场（其他的可能是做成系统销售到海外）。

　　虽然芯片不可能做到 100% 国产替代，但进口芯片的比重仍高，未来几年芯片国产化的趋势，不会放缓。

　　大基金二期的募集资金约 2000 亿元左右，持续聚焦集成电路产业链布局投资，重点将投向芯片制造以及设备材料、芯片设计、封装测试等产业链各环节，随着中美摩擦的发展，无论是大基金二期或是科创板的诞生，对对于芯片国产替代具有催化作用。

　　2014 年成立的大基金一期主要投资在芯片制造领域，占比 65%，其他少数为设计、封测、装备材料等，公开投资 23 家公司。

　　2019 年募资完成的大基金二期，金额略为超过 2000 亿元，预计会锁定在内存、SiC/GaN 等第三类半导体、物联网、5G、人工智能、智慧汽车等领域，未来大基金二期投资的公司，也将是产业关注的焦点。

　　ARM全球执行副总裁兼产品事业群总裁PeteHutton表示：“现有基于ARM的平台已展现提升高达10倍运算密度的能力，用以支持特定数据中心的工作负载。未来的ARM技术将适用于数据中心和网络基础设施，并针对台积电7纳米FinFET进行优化，从而帮助我们共同的客户将行业最低功耗的架构应用于不同性能要求的领域。”