Китайские чипы буксуют: Huawei снова выбирает 7-нм

Год назад Huawei и SMIC совершили прорыв, выпустив 7-нм процессор HiSilicon Kirin 9000S для смартфона Mate 60 Pro. Этот шаг стал достижением в условиях ограничений, наложенных на китайскую полупроводниковую отрасль. К сожалению, новый флагман Huawei Mate 70 Pro показывает, что дальнейший прогресс в производстве чипов в Китае замедлился. Процессор нового устройства Kirin 9020 основан на технологии 7-нм. Для смартфонов это пока не критично, ведь производительность чипа остается на хорошем уровне. Но в сегменте искусственного интеллекта отставание в техпроцессе может стать значительным препятствием для Huawei.

Что за чип и в каких устройствах он установлен

Huawei Mate 70 Pro получил 12-ядерный процессор HiSilicon Kirin 9020, изготовленный SMIC по улучшенной технологии 7-нм второго поколения (N+2). Этот процессор отличается увеличенным на 15% кристаллом (136,6 мм²) и оптимизированной архитектурой, что должно повысить мощность и энергоэффективность.

Архитектура и производительность:

• Ядра CPU:

  • 2 высокопроизводительных ядра TaiShan с частотой 2,5 ГГц;

  • 6 ядер TaiShan с частотой 2,15 ГГц;

  • 4 энергоэффективных ядра Cortex-A510s с частотой 1,6 ГГц.

• Графический процессор (GPU): Maleoon-910 MP с частотой 840 МГц, обеспечивающий производительность до 1 720 GFLOPS в вычислениях с одинарной точностью (FP32).

Память и хранение данных:

• тип памяти: LPDDR5X;

• пропускная способность: до 68,2 ГБ/с;

• максимальный объем оперативной памяти: до 24 Гб;

• поддержка хранилищ: UFS 4.0.

Связь и подключение:

• модем: Balong 5000 с поддержкой 5G и скоростью передачи данных до 5 000 Мбит/с;

• беспроводные интерфейсы:

  • Wi-Fi 6;

  • Bluetooth 5.2;

  • NFC.

Kirin 9020 — достаточно мощный процессор. Но он сохранил многие особенности своего предшественника. Например, на чипе все еще можно увидеть маркировки Hi36C0 и GFCV110, характерные для предыдущей модели. Новые обозначения, такие как WH231203, указывают на определенные изменения, но это скорее усовершенствование уже существующей архитектуры, а не полностью новый дизайн.

Что еще?

В сети появлялись слухи о том, что Huawei разрабатывает процессор HiSilicon Kirin 9100 с применением 5-нм техпроцесса. Но, как видим, Huawei придерживается более осторожного подхода, продолжая использовать 7-нм технологию N+2 для своих чипов. Это усовершенствованная версия базового 7-нм техпроцесса, которая была разработана для повышения энергоэффективности, производительности и плотности транзисторов.

Здесь применяются продвинутые методы размещения элементов и их компоновки на чипе. Благодаря этим улучшениям N+2 позволяет снизить энергопотребление процессоров, увеличить их вычислительную мощность и разместить больше функциональных элементов на одном кристалле.

Производство чипов по технологии N+2 выполняется на машинах с применением глубокой ультрафиолетовой (DUV) литографии, так как у SMIC нет доступа к более современной экстремальной ультрафиолетовой (EUV) литографии из-за действующих санкций США. Скорее всего, переход на 6-нм (N+3) или 5-нм техпроцесс отложен как раз из-за текущих ограничений и желания сохранить стабильность производства.

Медленный прогресс SMIC

Даже несмотря на санкции, SMIC продолжает производить процессоры 7-нм. Но отсутствие качественного скачка показывает, что темпы инноваций замедлились.

Раньше аналитики Bloomberg и TechInsights предполагали, что Huawei сможет представить 5-нм процессор уже в этом году. Вот только, как и говорилось выше, из-за отсутствия доступа к современным литографам ASML (во всяком случае, официального) реализация этого проекта затянулась. Теперь ожидается, что компания перейдет к массовому производству 5-нм не раньше 2026 года. К этому моменту TSMC, главный конкурент SMIC, перейдет на новые технологии, такие как 2-нм с транзисторами Gate-All-Around (GAA), а также A16 с обратной подачей питания. Получается, TSMC будет на 3–4 поколения впереди SMIC.

Без доступа к современному оборудованию SMIC вынуждена полагаться на менее эффективные методы — например, многократную экспозицию с использованием DUV-литографии. Так что процесс производства более совершенных чипов получается сложным и дорогим, а это приводит к замедлению темпов инноваций в китайской полупроводниковой отрасли.

Смартфоны Huawei Mate 70 Pro с процессором Kirin 9020 вполне конкурентоспособные благодаря хорошей производительности для мобильных задач. Но медленный прогресс SMIC в технологиях производства чипов становится проблемой для процессоров Huawei Ascend, предназначенных для ИИ.

Новый чип Ascend 910C, который выйдет в 2025 году, будет основан на технологии N+3 (6-нм). Улучшения 6-нм перед 7-нм минимальны, а значит, его можно сравнить с Ascend 910B — упрощенной версией чипа 2020 года, которая была создана для конкуренции с Nvidia A100. Значит, в 2025 году ИИ-процессоры Huawei будут как минимум на два поколения позади Nvidia, которая уже готовит чипы серии Blackwell.

Что дальше

В декабре 2024 года Министерство торговли США объявило о введении новых экспортных рестрикций, направленных на китайский полупроводниковый сектор. Эти меры включают запрет на поставку оборудования и технологий для производства чипов и ограничение экспорта высокоскоростной памяти HBM, необходимой для работы искусственного интеллекта. В рамках этих санкций в список ограничений были добавлены 140 китайских компаний, включая производителей оборудования для микрочипов, таких как Naura Technology Group. Американским поставщикам теперь требуется специальная лицензия для экспорта продукции этим предприятиям, и, как правило, такие разрешения не выдаются.

У всего этого одна цель — сдержать прогресс Китая в области передовых технологий, включая искусственный интеллект.

В итоге ситуация для Китая и компаний-производителей электронных компонентов и оборудования из Поднебесной усложняется. Но при мощной поддержке правительства, которое продолжает выделять миллиарды долларов США на китайскую электронную индустрию, прогресс, скорее всего, будет медленно, но верно идти вперед.

Что почитать по теме:

• Новые санкции против китайских производителей чипов от США: что изменится?

• Как Китай продолжает сотрудничать с TSMC: искусственные ограничения чипов для обхода санкций

• TSMC заморозила поставки чипов в Китай из-за подозрений в сотрудничестве с Huawei. Почему?

• ASML до сих пор сотрудничает с Китаем. Теперь компании грозят экспортные ограничения

• Китай вложил в электронную индустрию больше, чем США, Тайвань и Южная Корея вместе взятые. Что в итоге?