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國產芯片的難點在哪里?

來源:www.hztdqczl.cn???時間:2022-08-16 20:39???點擊:292??編輯:顏樂???手機版

我回答的題目是:

芯片實現(xiàn)真正意義上的國產:

只要抓住發(fā)展機會就不難

“國產芯片”,真正意義上的國產,其關鍵核心技術一定是“百分之百”由國內自主研發(fā)出來的,其關鍵核心部件一定是“百分之百”由國內在國內自主研發(fā)出來的關鍵核心技術支持下生產出來的;如果不是這樣的芯片,似應該叫做“國內芯片”。當然了,芯片如果實現(xiàn)了這樣的國產,非關鍵核心的技術和非關鍵核心的部件實現(xiàn)國產就根本不在話下了,而且,完全有可能主要是由國外給提供的,而不像現(xiàn)在這樣是反著來的。

先來捋一捋國產芯片的發(fā)展現(xiàn)狀。顯而易見,國內如今發(fā)展國產芯片還艱難著,這是總體現(xiàn)狀。具體看,華為的海思半導體本來連5納米芯片都能設計出來,跟高通、蘋果的芯片設計水平等高,但是,華為一被斷供芯片代工,海思就連14納米以下的設計能力也不能實現(xiàn)了,海思難了!這是由于國內外的代工廠都遵守美國禁令,于是,華為沒有了自家設計的新的高中低端芯片,只能依靠庫存來做高端手機,華為難了!華為又被斷供了芯片成品,高中低端的全被斷供,華為出售了做中低端手機的榮耀,高端手機還是得依靠庫存的芯片成品,華為難上加難了!國內的紫光展銳原本就設計不出高中端的芯片,眼看著華為落難卻想幫但幫不上,只能在一個較長時期之后才能幫上,紫光展銳難了!國內的中芯國際由于使用美國技術而失去了華為14納米大單,10納米以下先進工藝遭受了重大不利影響,荷蘭的ASML至今也沒有供給那臺7納米EUV光刻機,其實,即使供應了,梁孟松準備好了的對7、5納米制程工藝研發(fā)也會停頓,遇上了 1 個幾乎繞不過去的坎,中芯國際難了!上海微電子看上去似乎不難,其實也難,說不難是因為自家實現(xiàn)了國產、國內配套廠即供應商也實現(xiàn)了國產,何況中芯國際不是難在只差 1 臺極紫外光刻機,華為不是僅僅因為國內代工廠只差國產極紫外光刻機,說難是因為創(chuàng)立時間晚、技術積累少,根本上是因為極紫外光刻機這設備太難制造了,必定需要一個較長的過程,自家在發(fā)展中間又被國外給斷供過,所以90納米光刻機9年之后才量產,以后還將被長期封鎖;長電科技同樣似不難但其實難,不難是因為自家封裝封測技術為世界先進,難在也沒有實現(xiàn)國產化,路還長著;國內芯片材料廠、芯片工藝設備廠,還有芯片架構廠、設計軟件廠,等等,也都是似不難其實難,難點不少,排除需要時間。紫光展銳、中芯國際、上海微電子、長電科技等芯片企業(yè)各自的難堆在一起,讓國內犯難了!包括/遠不局限于國內手機企業(yè),加一起,不得不花了世界各國第一多的錢買國外的尤其是美國的高中端及低端芯片,還花了不少國外代工錢特別是購買國外DUV光刻機的錢,明明知道美國及其盟國盟友正在關鍵核心技術上封鎖中國,又正在卡中國芯片企業(yè)、與芯片相關企業(yè)的脖子。

國產芯片的難點在哪里?僅從上面的列舉、舉例即可知,多了!難點遍及國內的全產業(yè)鏈、全供應鏈、全芯片行業(yè),既在于設計,又在于制作工藝,還在于芯片架構、設計軟件、設備制造、材料制造,不一而足。過去,除了華為海思所在的芯片設計環(huán)節(jié),其它各環(huán)節(jié)全沒有達到高端化,關鍵是國內芯片產業(yè)包括設計環(huán)節(jié)在內都沒有達到真正意義上的國產化,所以,現(xiàn)如今才全都還被封鎖著,華為和中芯國際等國內企業(yè)才全都被多只手卡著脖子。所謂自主化,就是在國內把內功做足、把本事做強。

現(xiàn)在看“國產化”的歷史和過程很短該有多好啊!如果一直都沒有過“國產化”這個專用詞,只是有自主化,就更好了。所謂國產化,是在“國外化”特別是“美國化”之后才有的,先購買、引進再中國化。回頭看,其實,國產化的歷史和過程真就可以是很短的,肯定幾年的功夫就可以終結了,因為國內在20世紀六七十年代雖然一開始是引進、模仿,但追趕的速度很快,當時跟外國包括最厲害的美國差距不大,幾年而已,那時還沒有ARM、新思科技、高通、臺積電、ASML、日月光,問題的關鍵是,六七十年代之后,國內半導體行業(yè)若是接著主要致力于組織有關企業(yè)趕緊專注于實現(xiàn)國產化,就會很快實現(xiàn)中國化了,加上在此基礎上的自主研發(fā),特別是基礎研究,再加上還能夠時不時地引進來外國包括美國的技術,另外加上學習到和掌握了外國包括美國技術的人才歸國創(chuàng)業(yè)、加盟,至少完全能夠跟后來的ARM、新思科技、高通、臺積電、ASML、日月光等等國外企業(yè)同時達到高端水平了,最關鍵的問題是不僅達到了高端化,而且還實現(xiàn)了自主化,豈止是達到了國產化,這只因為六七十年代我們國內的芯片企業(yè)跟這些個國外企業(yè)相比不是后來者,恰恰相反,是先發(fā)者,中國人、中國企業(yè)連后發(fā)先至、后發(fā)制勝都能做到,何況先發(fā)了!那時的國內芯片企業(yè)及其行業(yè),本該是現(xiàn)在全球芯片企業(yè)和芯片行業(yè)的領先者、引領者。實際上,我們的國內曾經有過很多時間發(fā)展自己的高端芯片,而且曾經有過高起的發(fā)展基點,更重要的是曾經有過把國內芯片業(yè)盡快做得強大這個內在的驅動力量,其實,還有過國外包括美國企業(yè)供應高端芯片部件這個重要的外在機緣,加一起是多少個良好的機會了?分外難得!分外珍貴!好在,我們國家如今正在更大力度地砸布局、砸政策、砸金錢、砸人才,國內芯片企業(yè)在技術上自立自強之心更為堅定了,加上我們國家為世界最大芯片市場這個機緣還在,總而言之是發(fā)展機會仍然不少,剩下的問題就是砸時間了,相信主要依靠我們國內研發(fā)出來的技術,必定會把國產芯片的難點一一排除掉!

文/小伊評科技

對于芯片問題的研究越深刻,你就會發(fā)現(xiàn)中國國產芯片的核心問題絕對不是技術那么簡單,中國的缺芯問題牽扯面是非常廣且深——人才儲備,經營環(huán)境,技術積淀,商用落地機會,標準的壟斷等等都是橫在國產芯片技術面前一座座需要去翻越的大山,想要短時間內解決這些問題顯然是不現(xiàn)實的。

橫在國產芯片頭上最嚴重的問題——產業(yè)融合做的太差,以至于在一些關鍵標準的制定方面始終慢半拍,最終影響了芯片行業(yè)的發(fā)展。

有些人認為我們國家在芯片行業(yè)最難逾越的大山是光刻機等芯片生產設備,這樣的言論并沒有錯,但是大家也要知道,芯片生產確實是我們芯片產業(yè)的一大痛點,但是也并非是不可解決的,只要肯砸錢能吃苦,硬件設備這種東西別人能造得出來我們也能造的出來,當年先輩們用算盤,手畫的圖紙不也一樣搞出來兩彈一星了么?

所以,硬件只是一個表面的東西,隱藏在深處的實際上是我們國家在產業(yè)融合方面做的太差,在某些關鍵的標準制定方面始終落后半拍,導致我們國家的芯片戰(zhàn)略從根上就是先天不足的,人家都已經設定好通用的標準之后,再想翻盤就真的太難了,這樣的例子不勝枚舉。

舉一個最直觀的例子,Wintel聯(lián)盟大家應該都有所耳聞,所謂Wintel聯(lián)盟就是特指微軟和英特爾之間的合作關系,微軟所研發(fā)的Windows系統(tǒng)和英特爾所主導的基于X86指令集打造的芯片進行了深度的綁定,簡單來說就是Windows操作系統(tǒng)只能被運行在采用X86指令集生產的芯片上。這樣一種合作模式,奠定了英特爾以及微軟在個人電腦領域長達30年的壟斷地位,同時也讓這兩個公司成為了行業(yè)的巨無霸。

因為英特爾的X86指令集是不對外授權的(AMD被授權是因為當時英特爾受制于IBM的壓力被迫把X86指令集授權給了AMD,因為IBM不想讓英特爾一家獨大),其他芯片的研發(fā)生產公司就算是生產出一枚性能特別優(yōu)異的芯片,也一樣無法被用在Windows平臺的。

在這種大環(huán)境下,一個芯片設計公司所設計生產的芯片想要獲得商用落地的機會是難上加難的。沒有落地商用的機會,那么就不可能有盈利,沒有盈利又怎么支撐得起芯片研發(fā)所需要的費用呢?光靠國家的補貼可能么?

援引龍芯總裁胡偉武在計算機體系結構一書中的一段話——“根據過去的經驗,在計算機產業(yè)中研發(fā)投入比例過高的企業(yè)都倒閉了,一些技術非常優(yōu)秀的公司,如DEC,他們的研發(fā)投入占比為15%-20%之間,但是最終還是倒閉了,能夠活下來的公司的研發(fā)投入一般在4%-12%左右“

再譬如ARM指令集架構現(xiàn)在也已經和安卓系統(tǒng),IOS系統(tǒng)做了深度的融合綁定,國內想要跳過ARM指令集打造移動操作芯片現(xiàn)實么?根本不現(xiàn)實,只能老老實實地買ARM的指令集架構,ARM一停供立馬就歇菜。而且這樣的卡脖子問題還不光出現(xiàn)在這些方面,在芯片的生產設計環(huán)節(jié)同樣如此。

大家應該都有所耳聞,全球芯片設計領域常見的芯片設計EDA工具全部都來自于美國公司,別看這只是一個設計工具,實際上他們也已經形成了一種標準壟斷,因為芯片設計公司和芯片代工公司所使用的EDA工具必須一致才能夠進行芯片的流片測試等操作,如果芯片設計公司換了EDA設計軟件,而芯片代工公司沒有換,那么根本就無法進行對接,這實際上也是一種標準的壟斷。

所以,中國芯片產業(yè)想要發(fā)展,絕對不只是造出光刻機就行了,而且整個產業(yè)要齊頭并進的發(fā)展,芯片發(fā)展的同時,配套的工具,頂層應用的研發(fā)也同樣非常重要,只有達到了一種良好的動態(tài)平衡才能夠真正的實現(xiàn)全產業(yè)鏈的升級,單打獨斗是不行的。

另外,國內的企業(yè)還有一個最大的問題就是總想吃現(xiàn)成飯,拿來主義盛行。

任何一個標準的制定都不是一蹴而就的,他需要一個公司長時間的積累和優(yōu)化,而任何一個標準的成功其實都伴隨著激烈的搏殺,并且充滿了不確定性。

譬如咱們大家都熟知的5G標準的爭奪上,華為的Polar Code(極化碼)方案,成功戰(zhàn)勝高通主導的LDPC成為5G控制信道eMBB場景編碼方案,在這背后是華為數(shù)十年的研發(fā)投入,如下圖所示,這是Polar Code短碼方案的專利占比情況,華為是毫無疑問的No1,在這么多核心專利的背后,華為所要付出的研發(fā)成本可想而知。

但是,標準的爭奪往往都遵循贏者通吃的游戲規(guī)則,一旦一個公司所主導的標準成為世界都認同的標準,那么他就可以躺著掙錢,譬如高通,2G的CDMA標準的紅利一直吃到現(xiàn)在都吃不完。而反過來來說,一個公司所主導的標準一旦落選,那么也就意味著它辛辛苦苦為之付出的努力和投入全部白費,損失巨大。

但是,大家回過頭來想一想,如果一個國家所有的企業(yè)都因為害怕遭受損失而不選擇做標準的爭奪,結果是什么樣?結果就是處處受制于人。

就這一點上來說,不得不佩服華為的堅持。華為在十年前開始研發(fā)自己的芯片,當時圈內人大多都不看好,各種嘲諷,謾罵滿天亂飛,如下圖所示這是小米前創(chuàng)始人之一黎萬強在五年前發(fā)表的對麒麟芯片的評價——“就那個麒麟芯片你就別期望太多了”

而且當時的麒麟芯片的表現(xiàn)也確實一言難盡,甚至都成華為手機的短板了,但是,就是在這種極端不利的情況下華為堅持下來了,這樣才有了之后麒麟980,麒麟990,麒麟9000時代的輝煌。

而反觀國內的一些手機企業(yè),哪怕他很有錢,但是他寧愿去拿著錢趕風口去造車,去掙更多的錢,也不愿意增加對于技術研究的投入,在這種情況下你能指望他打破技術壟斷么?別扯了,但是這就是現(xiàn)狀。

所以總之啊,國產芯片的發(fā)展是一個設計多個方面的龐大話題,一兩句話根本就說不清楚,不過好在我們國家從上到下都已經注意到了芯片的重要性,所以未來能不能迎頭趕上也尤未可知,總之加油吧。

End 希望可以幫到你

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