中国半导体基础研究,超越美国
美国有分析认为,中国在支持下一代计算机的基础研究方面处于领先地位。如果这些研究成果商业化,人们担心美国为保持其在半导体设计和生产方面的优势而实施的出口管制将失效。
乔治城大学新兴技术观测站(ETO)的研究人员3日(当地时间)发布研究结果,分析了2018年至2023年全球发表的半导体设计与制造相关论文。研究团队将范围扩大到包括新型半导体架构(设计方法)以及现有的计算机芯片和人工智能(AI)优化的图形处理单元(GPU),利用AI机器学习算法分析研究趋势。
涉及中国研究人员的论文数量为160,852篇,是美国(71,688篇)的两倍多。其次是印度(39,709篇)、日本(34,401篇)和韩国(28,345篇)。值得注意的是,中国半导体相关论文从2018年到2023年的增长率为41%,明显高于印度(26%)、美国(17%)和韩国(6%)。
论文数量是美国的两倍,影响力同样超美国
中国在研究影响力方面也表现突出,这不仅仅体现在论文数量上。在引用率最高的前 10% 论文中,中国研究人员撰写的论文数量为 23,520 篇,占总数的近一半。紧随其后的是美国(10,300 篇)、韩国(3,920 篇)、德国(2,716 篇)和印度(2,706 篇)。
此外,2018年至2023年半导体研究最多的前10家机构中,有9家是中国研究机构。乔治城大学ETO研究团队指出,“本次分析仅关注了472,819篇带有英文摘要的论文。如果包括用中文撰写的论文,中国研究人员的比例可能会更高。”
ETO高级分析师扎卡里·阿诺德在国际期刊《自然》上预测,考虑到中国正在开展的积极研究,“中国的技术和制造能力最终将显著提高”。
韩国国内也出现了“韩国半导体技术落后中国”的分析。韩国科学技术评估规划院上月发布的报告显示,对39名国内专家的调查显示,韩国半导体基础技术能力在所有领域都被评估为低于中国。
报告指出,以技术领先国标准(100%)衡量,韩国的高密度电阻式存储器技术(90.9%)和高性能低功耗AI半导体技术(84.1%)均低于中国(分别为94.1%和88.3%)。在功率半导体(韩国67.5%、中国79.8%)和下一代高性能传感技术(韩国81.3%、中国83.9%)方面也存在差距。
“如果中国的研究商业化,美国的控制将变得困难”
自 2022 年 10 月以来,美国政府以中国利用人工智能参与政治军事为由,限制向中国出口先进半导体和制造设备。然而,随着中国将重点从现有的半导体制造技术转向新的架构研究,这些制裁能否有效抑制中国半导体行业的增长仍不确定。
一个典型例子是北京处理器研究所陈云霁教授的研究。《自然》杂志指出,“陈教授团队设计的深度学习计算架构在谷歌学术上被引用过万次,其中41%来自美国研究人员。”专家预测,如果中国的新研究成果商业化,半导体行业将发展到美国监管失效的地步。
ETO研究团队分析称,神经形态计算和光学计算等新领域是中国半导体研究的重点增长领域。神经形态计算模仿人类神经细胞(神经元),可以提高人工智能的运行效率。光学计算使用光而不是电子来传输信息,使其比现有的半导体技术更快、更节能。由于这些技术需要与当前半导体制造方法不同的方法,即使美国对特定设备和技术实施出口管制,中国也极有可能走出自己的道路。
乔治城大学经济技术办公室分析师雅各布·菲尔德戈伊斯表示,“中国重点研究的技术,大多不需要美国垄断的现有制造技术,因此,一旦实现商业化,美国将很难进行管控。”他补充道,“如果中国成功实现下一代半导体技术的商业化,那么中国将不只是赶上美国,甚至可能超越美国。”