美國不斷加強對華芯片出口限制,試圖遏制中國獲取先進半導體。但美國最新研究顯示,中國研究人員已加緊努力,進行大量的基礎(chǔ)研究,目前在芯片設(shè)計和制造研究領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。
據(jù)香港《南華早報》4月22日報道,美國喬治敦大學安全與新興技術(shù)中心(CSET)今年3月份發(fā)布的一份報告顯示,在2018年到2023年期間,全球十大芯片研究產(chǎn)出(英文)機構(gòu)中,有9個是中國機構(gòu)。同時,有8所中國機構(gòu)進入高引用率論文數(shù)量前十名。
報道稱,CSET新興技術(shù)觀測團隊通過對高引用率論文進行“集群分析”后,歸納總結(jié)了2018年至2023年期間,全球芯片研究的趨勢和特點,并發(fā)表題為“全球芯片研究現(xiàn)狀”的報告。報告發(fā)現(xiàn):
在此期間,全球共發(fā)表數(shù)十萬篇芯片研究論文,實現(xiàn)穩(wěn)步增長,但速度低于人工智能(AI)領(lǐng)域;
中國迄今為止發(fā)表了最多的芯片研究出版物,論文數(shù)量超過接下來三個國家的總和;
中國在芯片出版物引用量方面也處于領(lǐng)先地位,全球有一半的(50%)高引用率文章的作者來自中國;
近期已發(fā)表的芯片設(shè)計和制造研究成果的增長主要來自中國和印度,而大多數(shù)其他國家的研究成果產(chǎn)出實際上隨著時間的推移而減少。
從國別來看,在芯片設(shè)計和制造研究領(lǐng)域的領(lǐng)先國家(根據(jù)論文總數(shù)),前五名依次為中國、美國、印度、日本和韓國;高引用率論文數(shù)量排名前五名的國家,分別為中國、美國、韓國、德國和印度。
中國在芯片研究領(lǐng)域居領(lǐng)先地位 CSET制圖
從具體機構(gòu)來看,在芯片設(shè)計和制造研究領(lǐng)域的領(lǐng)先組織(根據(jù)論文總數(shù)),中國前十占九,除排名第三的法國國家科學研究中心外,其他依次為中國科學院、中國科學院大學、電子科技大學、清華大學、南京大學、西安交通大學、華中科技大學、浙江大學和北京大學。
在高引用率論文數(shù)量方面,中國機構(gòu)仍占據(jù)主導地位,前十占八,中國科學院、中國科學院大學、清華大學、南京大學、華中科技大學、浙江大學、中國科學技術(shù)大學和北京大學依次為前八名。此外,第九名為新加坡國立大學,第十名為法國國家科學研究中心。
美國是僅次于中國的第二大產(chǎn)出國,但沒有任何機構(gòu)進入發(fā)表文章總數(shù)或引用次數(shù)最多的前十名。
中國機構(gòu)在論文總數(shù)方面,前十占九;在高引用率論文方面,前十占八 CSET制圖
《南華早報》稱,芯片研究是一個中美競爭熱門領(lǐng)域,兩國都試圖在下一代半導體技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。美國試圖通過制裁限制中國獲得高端芯片制造工具,阻礙中國先進半導體的生產(chǎn),但CSET新興技術(shù)觀測團隊、報告作者表示,美國可能無法通過出口管制來保持其競爭優(yōu)勢。
該團隊首席分析師扎卡里·阿諾德告訴《自然》雜志,這項研究主要關(guān)注新興芯片技術(shù)而非商業(yè)進步,主要考慮公開出版物。他指出,在芯片研究的增長領(lǐng)域,中國在發(fā)表論文數(shù)量方面處于領(lǐng)先地位。
隨后,《南華早報》逐一分析介紹了中國頂尖芯片研究機構(gòu),及其主要研究成果。
中國科學院無論是論文總數(shù)還是論文高引用率,均位榜首。在此期間,該機構(gòu)發(fā)表了14300多篇與芯片相關(guān)的論文,其中3400多篇為高引用率文章,神經(jīng)形態(tài)計算和碳基微芯片為主要研究領(lǐng)域之一。
中國科學院大學在論文總數(shù)和論文高引用率榜單中,均位居第二。該機構(gòu)在神經(jīng)形態(tài)計算和設(shè)備、石墨烯材料結(jié)構(gòu)分析等領(lǐng)域成果斐然。
清華大學共發(fā)表了近4650篇論文,高引用率論文達1280篇。2023年,清華大學團隊研制出新款憶阻器存算一體芯片。該機構(gòu)在深度學習和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域名列前茅。
報道提及,頂尖“芯片建筑師”、前美國得克薩斯大學奧斯汀分校終身教職兼國際知名芯片設(shè)計公司咨詢顧問孫楠,于2020年舍棄在美一切毅然歸國,就職于清華大學,四年多來率領(lǐng)團隊研發(fā)50多款頂尖芯片。
電子科技大學在發(fā)表論文總數(shù)排行榜上排名第四,發(fā)表了近5240篇論文。去年,電子科技大學與華為合作開發(fā)了一種新型超高速芯片,或?qū)㈦娮討?zhàn)速度提高一倍。該機構(gòu)還在構(gòu)建量子芯片方面取得了進展,成功研制出氮化鎵量子光源芯片。
南京大學在芯片鐵磁性方面,持續(xù)取得進展。該機構(gòu)團隊2018年發(fā)表在《自然》雜志上的一篇相關(guān)論文,斬獲2018年至2023年期間芯片領(lǐng)域被引用次數(shù)最多的論文(引用次數(shù)為2043次)。
近期,此前在蘋果公司任職的王寰宇加盟華中科技大學集成電路學院,擔任教授、博導。據(jù)介紹,王寰宇研究方向是集成電路硬件安全設(shè)計及其EDA自動化,曾參與研發(fā)3款蘋果M系列芯片。
浙江大學在涉及光子學的兩個芯片研究領(lǐng)域也名列前茅。光子芯片利用光子而不是電子來處理和傳輸信息,其傳播速度更快,因此可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。
作為中國頂尖大學,北京大學近期在芯片領(lǐng)域不斷取得突破。
今年2月,北京大學團隊發(fā)表論文,報道了世界首例低功耗二維環(huán)柵晶體管(2D GAAFET),并研制出高性能低功耗二維環(huán)柵邏輯器件?!赌先A早報》稱,這種器件可以利用現(xiàn)有的加工技術(shù)制造芯片,無需硅?!斑@對中國來說至關(guān)重要,因為受美國制裁影響,中國目前無法制造最先進的硅基晶體管?!?/p>
同樣在2月,北京大學領(lǐng)導的團隊公布了一種利用光(而不是電)來同步處理器的新型100千兆赫芯片,該芯片可以開啟高速人工智能計算、下一代通信和遙感的未來。
此前,CSET新興技術(shù)觀測團隊利用相同的研究工具,探索了人工智能安全研究和網(wǎng)絡(luò)安全的全球趨勢。
據(jù)該團隊去年5月發(fā)布的研究結(jié)果,在當今世界超過一半的AI最熱門領(lǐng)域,“中國的研究領(lǐng)先美國”。數(shù)據(jù)顯示,無論是AI研究論文總數(shù)量,還是AI研究高引用率論文數(shù)量,中國機構(gòu)都名列前茅。
中國研究機構(gòu)在論文總數(shù)量和高引用率論文數(shù)量上均名列前茅 CSET制圖
CSET團隊發(fā)現(xiàn),全球AI研究論文數(shù)量排名前五的都是中國機構(gòu),以中國科學院為首;在高引用率論文數(shù)量方面,中國機構(gòu)仍前五占二,中國科學院和清華大學分別排名第一和第三,谷歌、斯坦福大學和麻省理工學院分別排名第二、第四和第五。
美國Axios新聞網(wǎng)當時報道稱,這一結(jié)果反駁了西方社會多年來廣泛流傳一種說法,即中國研究機構(gòu)發(fā)表的論文數(shù)量最多,但論文質(zhì)量相較之下并不高。