突發!美政府欲限制AI芯片核心技術GAA、高帶寬內存HBM出口
彭博報道稱,美國政府正在考慮進一步限制中國獲取用于AI的尖端芯片技術。
這項技術是制造尖端芯片「全環繞柵極」(GAA)晶體管技術。
另外,知情人士透露,高帶寬存儲器(HBM)的限制也在談判中。這些都是構建AI加速器的關鍵技術。
現有的制裁措施阻止了中國獲取用于3nm及以下生產所需的設備。
知情人士表示,目前還不知道美國何時會做出最終決定。專家們仍在研究如何制定這類規定的范圍。
尖端芯片核心技術GAA受限
政策制定者的目標是,讓中國在開發和制造AI模型所需的高度復雜的計算系統加大難度。
其中,GAA是目前最尖端芯片背后,關鍵技術所在。
GAA納米片晶體管在提高密度的同時,提供了功率和性能優勢,但它們僅用于最尖端的工藝節點。
目前,全世界只有三星在其3nm節點上生產這種技術。
2年前,得益于GAA,三星官宣3nm制程的芯片量產之際,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節點中采用GAA,而臺積電將在其A16工藝中跟進。
在明年年內,大多數機構都計劃開始大規模生產GAA架構的芯片,包括英偉達、英特爾、AMD等領先半導體公司以及臺積電、三星等芯片制造商。
知情人士稱,美國工業與安全局(BIS)最近向技術咨詢委員會發送了一份GAA規則草案。該委員會由行業專家組成,就具體技術參數提供建議——這是監管過程的最后一步。
有行業官員對草案發出了質疑,認為規則過于寬泛,因此具體條款的范圍尚未最終確定。關于GAA的對話正在進行,外界也不清楚美國何時會宣布最終決定。
預計這些措施不會構成對GAA芯片出口的全面禁止。相反,這次制裁瞄準的是制造相關芯片所需的技術。
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計算系統一個關鍵的瓶頸。
這些半導體由SK Hynix、Micron Technology等公司制造,可以加快內存訪問速度,增強AI加速器的性能。
它們可用于訓練AI軟件,這個過程需要大量的信息輸入。
不過,據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,造成了半導體公司的股市震蕩。英偉達公司股價下跌了2.5%,AMD下跌了1.9%,英特爾下跌不到1%。
取代FinFE,GAA延續「摩爾定律」
一直以來,包括7nm、5nm在內的芯片制程都采用的是FinFET晶體管技術。
要知道,半導體行業進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量便會增加一倍,芯片的性能也會隨之翻一番。
當FinFET結構走到了無法突破物理極限的時候,對新的晶體管技術提出了需求。
也就是說,GAA (gate-all-around,簡稱 GAA) 架構的出現再次拯救了摩爾定律。
相比于傳統芯片采用的「FinFET」技術而言,三星采用的「GAAFET」技術明顯占據優勢。
「FinFET」技術已經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,這樣的設計進一步改善了對電流的控制,從而優化柵極長度的微縮。不僅消耗功率低,耗電量低,速度也更快了。
三星認為采用納米線溝道設計必須堆疊更多的線層以增加總溝道寬度,這樣的工藝不僅復雜,且付出的成本可能也大于收益。
因此,三星設計了一種全新的GAA形式——MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET,多橋-通道場效應管),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構,同時保留了所有「GAAFET」優點,實現了最小化復雜度。
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鍵指標,即納米片的寬度越大,它的性能就越高。