为什么印度必须提高对半导体制造商的激励?

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为什么印度必须提高对半导体制造商的激励?

导语:纳伦德拉·莫迪 (Narendra Modi) 政府对在印度建立半导体制造厂的痴迷是一个公开的秘密,从更大的计划来看,这是正确的痴迷。


  供应链的脆弱性,以及对数字化经济日益增长的需求和供应方面的限制为有意在印度开店的制造商提供紧急投资和激励措施。


  早期的计划涉及提供大约 10 亿美元的激励措施,但最近报道,激励措施已增加十倍,达到 100 亿美元或近 76,000 千万卢比,将在六年内提供。


  假设传言属实,必须归功于政府,因为半导体行业不能再从技术角度来看,而是战略性的,因为一国的行动或制裁可以削弱另一国,从而在其他行业引起多米诺骨牌效应。


  或许,这就是推动中国在未来五年内为其半导体雄心投资近 1.4 万亿美元的原因,以实现自力更生。然而,即使投资是印度提出的激励措施的 140 倍,也不会一帆风顺。


  当我们谈论制造时,我们脑海里是组装、测试、标记和包装。也许,这对手机最有效,就像2010 年代初期的一些本地制造商的情况一样。导入必要的部件,将它们组合在一起,然而,对于半导体,它要复杂得多。


  从硅开始,获取原材料是一项挑战。然后是随之而来的芯片设计挑战。然后是制造能力的肌肉,这需要人类已知的最复杂的机器,最后才能实现生产规模。现在,即使有一万亿美元,也不能在一两年内建立起来,并且需要长期规划。


  例如,作为世界主要生产国的中国可以管理硅,但这并不能解决其设计问题。芯片设计需要访问复杂的指令集架构 (ISA),或者是什么赋予了芯片计算能力。然而,在严格IP控制下的ISA来自美国公司英特尔和目前正被英伟达收购的英国公司Arm。对中国来说,这种依赖是一个问题,因为一旦发生新一轮制裁,它可能会变得束手无策。


  即使设计到位,让制造继续进行也是另一个挑战。这涉及EDA工具,它有助于将数十亿个晶体管放在硅片上。


  50年前,当英特尔发布其第一款微处理器时,该芯片仅包含 2300 个晶体管,节点尺寸为 10 微米。然而,在领导了4年之后,英特尔被台积电(TSMC)和三星取代。今天,我们拥有尺寸仅为 5 纳米的晶体管。换个角度看,一根头发的平均大小是台积电或三星使用的晶体管的20,000 倍,晶体管比病毒小很多倍。


  半导体芯片中晶体管数量的增加反映了整个过程的复杂性,从而提高了设备的效率和功能,从而增强了计算能力。


  1979 年问世的英特尔 8086 有 29,000 个晶体管。Pentium 在 1993 年有 310 万个晶体管。1999年的 Pentium 3 拥有超过 900 万个晶体管。到 2000 年,台积电正在制造具有 2000 万个晶体管的芯片。到 2006 年,台积电的芯片拥有 1.77 亿个晶体管。


  到 2010 年,台积电制造像GeForce GTX 580 这样的芯片,它有 30 亿个晶体管,由 NVIDIA 设计。到 2014 年,根据 Apple 的设计,台积电制造了具有 20 亿个晶体管的芯片。


  其中一款英特尔酷睿 i7 变体拥有32 亿个晶体管,于 2016 年发布。如今,由 NVIDIA设计、三星制造的 GeForce RTX 3090 拥有281 亿个晶体管。由台积电制造并于 2020 年发布的苹果新M1 芯片拥有 160 亿个晶体管。


  因此,如果没有正确的设计和 EDA,中国的投资不会立即产生结果。然而,这对中国来说又是一个问题。大多数 EDA 参与者是美国人或欧洲人,这进一步加剧了他们的供应链噩梦。


  因此,对于印度而言,要想在半导体行业实现自力更生,至少需要一个跨越20年的计划。目前,理想的举措是提高激励措施,并让台积电或英特尔等公司在印度建厂。虽然将激励措施提高到200 亿美元是一个理想的举措,但鉴于工厂的基础设施要求,政府还必须开始确定特殊的制造区。


  例如,考虑到干旱和淡水需求,印度西部和中部是不可能的。可以考虑在印度南部的一些不受洪水和停电影响的地区,或者在喜马偕尔邦和旁遮普邦附近,喜马拉雅山的淡水供应可以与无限的水力发电相补充。


  例如,2019 年,台积电在中国台湾的一家工厂每天用掉 156,000 吨水,因此,在激励措施下,政府也必须开始研究某些州以及如何进一步帮助寻求开店的公司,例如连通性、物流和其他基础设施。


  印度也必须在这个问题上积极与 QUAD 接触。2021 年 2 月的最后一周,乔·拜登总统签署了一项行政命令,指示政府解决影响一些汽车工厂运营的令人担忧的半导体生产短缺问题。


  美国政府还与台积电就在亚利桑那州设立价值 120 亿美元的芯片制造厂进行了谈判。该工厂预计从2024年开始投产,未来将重点发展5纳米晶圆厂和3纳米晶圆厂,以满足苹果和英特尔不断增长的需求。它已与三星协商在德克萨斯州建立一个价值100 亿美元的工厂。


  11月,台积电宣布与索尼半导体解决方案公司合作,在日本熊本成立子公司日本先进半导体制造公司(JASM)。虽然索尼将成为少数股东,但该工厂预计将于 2022 年开工建设,并于 2024 年底投产。


  对中国而言,半导体自力更生不仅是为了确保其在全球供应链中的关键地位,而且还为其他国家特别是美国、欧洲和印度制造了依赖。


  印度政府必须继续在这方面表现出意图,即使在 10 年内需要 200 亿美元的激励措施,也要迈出这一步,并按照 JASM 的方式进行。


  在今天的推动下,印度可能无法在高端半导体领域实现自力更生,但到 2035 年,印度最终可能会在汽车或日常用品中使用的基本芯片方面拥有专业知识并占据大部分市场份额。


  政府应该将此视为战略问题,而不是资金问题。今天价值数十亿美元的激励措施将在未来几十年获得价值数万亿美元的经济回报。


半导体


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