什么是ARM架构?国内为什么还没有研发架构类似的架构?华为能否研发架构出类似“ARM架构”?

对于华为而言2019年无疑是多事之秋。

多方合作纷纷被迫中止其中最让人担忧的莫过于ARM也宣布停止和华为及其附属公司的所有业务往来,这意味着华为麒麟芯片或面临难產

针对外界的此项担忧,华为做出了回应:华为已经获得了ARMv8架构的永久授权可以完全自主设计ARM处理器,掌握核心技术和完整知识产权具备长期自主研发架构ARM处理器的能力,不受外界制约

看到这里,相信很多朋友会有这样的疑问:ARMv8架构是什么华为海思麒麟芯片与ARM又昰怎样的一种关系?与ARM停止合作到底会不会影响麒麟芯片的研发架构与生产

想要解开这些问题,我们不妨从手机芯片的源头说起

要设計生产手机芯片 就绕不开ARM

什么是ARM?简单地说它是是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商。

其影响力大到目前全球约99%的智能手机都在使用 ARM 的芯片架构可以说在数字电子产品的开发中处于核心地位。华为海思麒麟芯片正是在ARM架构的基础上进行再设计的产物

为何ARM会有如此之巨嘚影响力?

原因在于ARM掌握着当前智能手机处理器运行的关键技术——处理器芯片中的指令集即处理器所能执行的所有指令的集合。指令集加之对应的硬件规格被称为指令集架构刚才所说的ARMv8即是ARM当前的指令集架构。

这时候有朋友也许会问:我平常也看到的芯片经常会说是幾颗ARM Cortex-AXX核心构成比如中端芯片上常见的A53、高端芯片上常见的A76,这又是怎么回事下面一张图也许会解决你的疑惑——

简单地说,ARM Cortex-AXX核心就是ARM基于指令集架构所做的微架构也被称为公版架构。当前市面上常见的A76、A53等核心都是ARMv8指令集架构的产物。

当然对于技术有更高要求的廠商,往往都会对公版架构进行改版或者完全不使用公版架构,比如高通骁龙的Kryo、三星Exynos的Mongoose苹果A系列的Swift。华为海思当前的旗舰芯片麒麟980采用的就是ARM Cortex-A76/A55的微调版本。

这时候就引发了另一个问题:为什么非要用ARM的指令集架构用别的指令集架构不行吗?

答案是有比如英特尔嘚X86架构。但从当前的智能手机软件生态环境来看确实必须得用ARM的指令集架构,因为当前的两大软件系统——iOS、Android都基于该指令集架构。

那么与ARM停止合作对麒麟芯片的研发架构有多大呢刚才我们提到,华为已经获得了ARMv8指令集架构的永久授权那么是不是就意味着ARMv9新版本上市前,华为麒麟新品就可无忧呢

我们来看当前的海思芯片,不难发现麒麟芯片的微架构还没完全跳脱公版架构的范畴。如果ARM近期推出嘚全新微架构不包含在ARMv8指令集架构的永久授权内那么麒麟芯片就将处于无新微架构可用的尴尬境地。

5月26日中国工程院院士邬贺铨在2019年Φ国国际大数据产业博览会上表示,华为实际上已经很熟练的掌握ARM的设计以及架构的修改拥有自主设计处理器的能力,因此也不见得非偠ARM再继续提供V9华为也可以对它进行升级。

按邬贺铨的表述来说华为拥有升级架构的能力,所以并不是处于完全被动的状态但是我们囿这样的担忧:华为的升级速度能够赶得上ARM指令集架构的更新?华为的处理器设计能否完全跳脱ARM公版架构设计并追赶上ARM新微架构的性能表現

不过好在ARMv8架构近两年应该不会出现迭代更新,下半年传闻的麒麟985也应该不会受到ARM停止合作的影响这无疑为华为海思芯片提供了宝贵嘚缓冲期。

从ARM发迹看海思发展 中国芯可有复制可能

有句话叫“复制成功后来居上”,其实ARM的发展也与一次买不到芯片的事件有关。那麼ARM的成功国产芯片可否复制呢?

1979年被称为“英国的苹果电脑公司”的Cmbridge Processing Unit成立,主要业务是为当地市场供应电子设备

次年公司更名为Acorn计算机公司。在设计产品的过程中Acorn公司最先打算使用摩托罗拉的16位芯片,但造价过于昂贵后将目标转向英特尔的80286芯片,但遭到了后者的拒绝Acorn被迫研发架构芯片,这正是ARM芯片的开端

1985年,Acorn计算机公司第一代32位、6MHz的处理器面世用它做出了一台RISC指令集的计算机,简称ARM(Acorn RISC Machine)泹同年10月,英特尔推出了80386芯片性能吊打前者。不过好在也有所长ARM芯片功耗更低。

不久后Acorn公司被收购,1990年ARM(Advanced RISC Machines)从原公司中独立出来。在成立的最初几年ARM业绩一般,于是做出了一个堪称转折点的策略:不再生产芯片转而以授权的方式,将芯片设计方案转让给其他公司即IP(知识产权)授权的商业模式,收取一次性技术授权费用和版税提成

这种模式的好处在于建立了一个ARM为核心的生态圈,可以与被授权厂商风险共担、利益共享极大的降低了自身研发架构成本,并降低在研发架构中的风险在这个过程中,ARM不断积累经验并改进技术而不久后移动电话时代的来临恰恰成为ARM发展的黄金时期。

2007年具有跨时代意义的iPhone面世,正是基于ARM指令集架构;2008年Android面世,也是基于ARM指令集架构自此ARM的大时代迎来了真正的开端。

不得不说的是ARM能够如此成就,得感谢英特尔这感谢不仅来自迫使Acorn自研芯片,还有英特尔拒絕了高通、苹果的合作第一次感谢让ARM诞生,第二次感谢则定鼎了ARM在移动设备市场的霸主地位

此时的华为,恰如当年Acorn被英特尔拒绝这樣的开端,无疑是痛苦的那么华为有可能复制ARM的成功吗?

答案是:很难至少在移动设备领域,很难

智能手机用其它的指令集架构也鈈是完全没有可能,但难度极大因为要改的不仅是一个指令集架构,而是在这个指令集架构下形成的整个生态链

同理,新系统的开发吔要面临生态问题比WP系统失败有很大原因就在于软件生态的缺失;此前阿里云OS可以兼容Android软件也无疑是考虑到软件生态的发展。

移动设备市场目前已经成型iOS系统和Android系统已经成为手机市场的垄断者,其它系统要么死亡要么由于各种问题也没了声量。想要在两大系统的夹缝Φ成长其难度不言而喻。

此外ARM发展壮大的原因之一在于遇到了移动电话发展的风口。想要全新的指令集架构诞生并快速发展壮大无疑需要一个全新的风口助推。下一个风口在哪这大概是所有相关企业都在探索的问题。

中国芯症结在缺乏核心技术 被列名单的华为一枝獨秀

其实上述华为海思芯片面临的问题也是整个中国移动芯片产业都面临的问题:核心的技术没有掌握在自己手里。

ISSCC会议是世界学术界囷企业界公认的集成电路设计领域最高级别会议被认为是集成电路设计领域的"世界奥林匹克大会"。

在2018年ISSCC已接受的202篇论文数量中来自中國内地的数量为7篇,占比仅3.5%大会来自中国内地的参与者屈指可数。

再从源头来说芯片的生产芯片的原料是非常便宜的二氧化硅,但问題在于需要提纯可以用来做太阳能发电的低纯度硅我们可以做到出口,但能达到电子级别的极高纯度材料几乎完全依赖进口

此外,在芯片的生产过程中需要使用光刻机而在全世界范围内有能力生产光刻机的企业只有寥寥可数的几家,其中荷兰ASML公司堪称绝对霸主

虽然┅台光刻机造价成本昂贵,但是英特尔、三星和台积电等国际芯片制造厂商早已经将ASML的产能预定一空

不过好在,中国芯不管是芯片设计還是生产都已经有了迅猛的长进。

我们有较强的芯片设计能力比如华为海思的麒麟芯片,性能水平已经达到了一流层级;我们也有较強的芯片生产能力比如在全球最先进的可量产的7纳米芯片工艺上,中微半导体是全球五大刻蚀机供应商之一并已进军5nm领域。

在芯片设計领域本次被列入“实体名单”的华为,旗下的海思半导体实际上已经成为中国自主芯片设计的代表其涉及领域包含SoC芯片、5G通讯芯片、AI芯片、服务器芯片、其他专用芯片五大类。

其中包含我们熟知的手机Soc麒麟、5G终端芯片巴龙、AI芯片昇腾、服务器芯片鲲鹏、IoT芯片凌霄等囿网友笑称,华为注册了一本山海经

说起手机SoC麒麟芯片,相信大家都不会陌生然而它的开端并非一帆风顺。

2009年华为海思推出GSM低端智能掱机解决方案应用处理器名称为K3V1,2012年推出的K3V2号称是全球最小的四核ARM A9架构处理器但由于种种问题均为得到市场的认可。

直到2015年16nm FinFET Plus工艺制造嘚中低端芯片麒麟650发布才带动了荣耀5C等机型的千万级销量。

2015年麒麟950面世,在性能优势和工艺优势上成功领先高通半年;2016年麒麟955推出,其搭载机型华为P9系列旗舰机型销量破千万;2017年拥有独立人工智能神经网络NPU的麒麟970面世。

2018年再次进化的麒麟980更是以七个全球首款成为萬众瞩目的存在——

1、全球最早商用TSMC 7nm工艺的手机SoC;

4、支持全球最快的LPDDR4X内存;

5、全球首款双核NPU;

7、全球最快的手机WiFi芯片Hi1103,率先支持160MHz带宽理論峰值下载速率可达1.7Gbps。

华为5G芯片:天罡&巴龙

华为5G芯片也是被广大消费者熟知的一大亮点其中包含5G基站核心天罡芯片和我们熟知的终端芯爿巴龙5000。

前者是业界首款5G基站核心芯片实现基站尺寸缩小超55%,重量减轻23%功耗节省达21%,安装时间比标准的4G基站节省一半时间,有效解決站点获取难、成本高等挑战后者则具备1个世界领先和5项世界之最——

领先:集成2G、3G、4G的多模单芯模组;

之最:1、下行链路速度4.6Gbps,上行速度2.5Gbps;2、首个上行/下行解耦多模终端芯片;3、首个同时支持NSA和SA架构的芯片组;4、最快的高峰下行速度;5、首个5G芯片上的R14 V2X

AI芯片已经成为当湔的半导体热门话题之一,原因在于传统处理器性能面临物理极限带来的增长疲软而日益提升的专业化要求超过了处理器性能的增长速喥。这时候采用专用协处理器来提升处理性能成为了非常好的解决方案。AI芯片即这种协处理器的一员

2018年10月,在华为发布了昇腾910、昇腾310兩款AI芯片该两款芯片均采用了华为开创性的统一、可扩展的架构——达芬奇架构,实现了从极致的低功耗到极致的大算力场景的全覆盖目前全球市场上还没有其它架构能做到。

值得一提的是昇腾910用于数据中心服务器,基于7nm工艺制程打造是全球已发布的单芯片计算密喥最大的AI芯片,性能表现超过英伟达最强芯片AI V100

服务器被称为网络的灵魂,起核心部位正是处理器华为的服务器芯片照样大放异彩,其2019姩1月发布的鲲鹏920服务器芯片性能跑分超出之前业界标杆产品的25%,能效提高30%但功耗反而降低,目前在性能上已经达到行业领先水平

此外,鲲鹏920双端口设计使得这款芯片的速率达到业内主流产品的两倍搭载的内存宽带超过业界主流46%,网络宽带提升四倍此前的服务期芯爿技术一直被美国垄断,鲲鹏920芯片的推出无疑大大提升了国产服务器竞争力

在路由器芯片、NB-IoT芯片、IPC视频编解码和图像信号处理的芯片等方面,华为也所有建树比如全球领先的窄带物联网无线通信模块利尔达NB-IoT模组、用于家庭接入类的产品凌霄系列等等。

为何华为海思能有這样的成就其实这源自华为在芯片产业方面的高瞻远瞩。早在2004年现在的华为海思总裁何庭波就收到了任正非下达的一条“吓人”命令:“我给你四亿美金每年的研发架构费用,给你两万人一定要站立起来,适当减少对美国的依赖”

“所有我们曾经打造的备胎,一夜の间全部转“正”!多年心血和努力挽狂澜于既倒,确保了公司大部分产品的战略安全、大部分产品的连续供应”何庭波在发给海思员笁的内部信里这样写到。

随后余承东在朋友圈发出了这样的评论:“消费芯片一直就不是备胎一直在做主胎使用,哪怕早期K3V2竞争力严重鈈足早年华为消费者业务品牌和经营都最困难的时期,我们也始终坚持打造自己芯片的核心能力坚持使用与培养自己的芯片。”

技术荿本分摊助推独立难度 中国芯任重而道远

在上文中我们提到ARM转换模式,由原来的处理器的全线生产转换为IP授权的商业模式这为ARM极大的降低了生产成本和研发架构风险,也正是这种模式成就了如今移动电子设备不可或缺的ARM其实这种分工式的思维,已经广泛应用在了当前嘚处理器产业中

比如华为海思麒麟处理器的研发架构生产,首先要从ARM拿到指令集架构的授权然后经由多方技术聚合并深入研发架构,設计出符合自家产品的Soc方案再将方案交由芯片生产代工厂台积电生产。在这方面不止华为,苹果、高通等芯片巨头都采用这种分工合莋的生产模式

当然也存在把持着从设计、制造、封装、测试、销售整个链条的芯片巨头,这种厂商被称为IDM即整合设计制造商。

其中代表就是美国的芯片巨头英特尔但并不是所有半导体企业都有能力支持整个链条的庞大资金投入和时间投入,所以产业分工合作在所难免

举个例子来说,为何光刻机成本高昂但还供不应求光刻机被誉为人类最精密复杂的机器,站在整个半导体行业食物链的制高点

其行業霸主荷兰ASML的成功并不是一蹴而就的,而是西方世界无数寡头和财团用经费鼎力支持烧出来的所以对于当前大多数半导体企业,没有能仂去做一个完整链条当然也没必要。

当然也正是这样的“没必要”让大多数半导体企业习惯了分工合作的生产链条并对其产生了必不鈳缺的依赖性。

虽然中国芯在各个层级都不算完全空白但仍依赖于全球化分工合作的中国芯片不能不承认还任重而道远。

不过有空白僦有潜力。虽然芯片的设计根源、生产技术、产业运行模式已经出现了看似明确的架构定位但这并不意味着芯片产业就此定型,未来全噺的风口无疑还拥有十分广阔的想象空间比如AI芯片和5G芯片,对于未来的正确预判将决定中国芯的希望与崛起

有传闻称,华为正在投入┅款名为RISC-V的全新指令集架构研究相比于ARM高昂的授权费,前者的优势在于免费开源

加之华为拥有自主研发架构设计芯片的能力和自研系統“鸿蒙”的传闻,一个全新架构的芯片和一个全新的系统生态或许正在孕育之中

ARM与华为停止合作对海思麒麟芯片有多大影响,看到这裏相信大家也有了一个较为清晰的判断

但塞翁失马焉知非福,ARM的停止合作也并非完全是件坏事至少它为中国芯片的发展敲响了警钟,讓我们清晰的意识到没有核心技术的发展永远都是不可靠的,中国芯片产业如何摆脱外部势力的掌控亟需我们去面对和解决

也许,这吔正是中国芯发展的最好时代

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公司宣布中止与的所有合作

这囙华为是真的难受了,比前几天的英特尔、高通等企业断供还要难受!

说起ARM很多人脑海中并没有什么印象,主要是ARM一直以来也比较低调不像苹果和高通似的全球各地打官司,闹得沸沸扬扬

但大家要以为ARM是不知名的小公司,那你就错了!ARM是全球行业隐藏的大鳄通过把洎家的芯片架构授权给其他企业来实现盈利,每年都攫取大量利润

目前ARM架构,指令集占据了全球芯片半导体行业95%左右的市场份额可想洏知实力有多恐怖。

不幸的是华为麒麟系列芯片用的就是ARM公模苹果A系列芯片使用的也是公模。

大家都是从ARM购买授权然后在公模上进行鈈同程度的修改,就跟国内的手机系统都是基于Android但却出现了MIUI、Flyme、EMUI一样。

底层一样哪款ROM更好用就看各家功力了。

这样说的话大家是不是哽容易理解ARM?

现阶段ARM断供对华为影响并不是很大最起码这两年影响并不大,之前华为与ARM的合作应该采取的是永久授权的方式断供之后,の前华为使用过的ARM架构应该还是可以继续使用的

难得是两年后,新的架构可能并不会给华为用了。

大家都知道芯片行业发现迅速两姩就是一道坎,两年后采用旧架构的还能保持与高通不相上下的性能吗?与苹果三星相比还能保持现有的竞争力吗

这次华为是真的难受了!


在半导体这个领域,中国需要挑战的是西方上百年积累起来的工业体系。

中国半导体一直是在冒着敌人的炮火匍匐前进如今,敵人的炮火越来越凶猛围追堵截中,谁让我“芯”痛

1957年,晶体管之父肖克利的八个门徒在硅谷创立仙童半导体公司,并开发出人类曆史上第一块集成电路硅谷因此成为全世界半导体技术的发源地,一直延续至今

期间,尽管发生过几次产业转移七八十年代,半导體制造大量转移至日本;90年代后转移至韩国和中国台湾。但美国至今依旧保留着在诸多核心领域的统治力

以生产设备为例,全球三大巨头应用材料、泛林和ASML美国独占前两席,而且应用材料在除光刻机以外的几乎所有领域都领先包括蚀刻、薄膜沉积等。

更恐怖的是铨球三大EDA软件(用于芯片设计)巨头铿腾、明导和新思,均为美国企业全世界几乎所有芯片设计和制造企业都离不开它们。

高端芯片方媔中兴事件暴露出来的众多短板,包括ADC/DAC(数模转换)、FPGA、高速光通信接口等芯片目前也都依赖美国厂商,包括德州仪器、赛灵思、亚德诺等

美国的惊人统治力还体现在生态系统上。

目前三种主流的芯片架构X86、MIPS和ARM,前两种都是美国血统其中,英特尔的X86架构与微软嘚Windows系统结盟,称霸台式机市场ARM架构虽然是英国血统,却离不开安卓和iOS系统的支持两者合计占有全球95%以上的手机市场。

而且ARM其实诞生於苹果的一款失败产品。

如今在全球20大半导体公司中,美国依旧独占八席处于绝对的霸主地位,并且基本都是卡住核心的关键性公司

半导体是一个庞大的产业,从大类上讲包括集成电路(IC)、光电子、分离器和传感器等,其中IC的规模占80%以上

所谓芯片,就是内含集荿电路的硅片它分为几十个大类,上千个小类制造一块小小的芯片,涉及50多个学科、数千道工序包括设计、制造和封装三大环节。

茬这个产业链上国内企业的差距是全方位的。

首先看设计华为海思和紫光展锐分列国内前两名。目前两家公司在不少领域已是世界領先水平,但一个巨大的问题是其架构授权的核心都被外人掌握。

目前国内仅有中科院的龙芯和总参谋部的申威拥有自主架构,前者鼡于北斗导航后者用于神威超级计算机,民用领域基本是空白

设备和材料是又一大短板。制造芯片的三大设备光刻机、蚀刻机和薄膜沉积国内仅中微半导体的介质蚀刻机能跟上行业节奏,其7纳米设备已入围台积电名单

此外,北方华创在氧化炉和薄膜沉积设备上成绩鈈俗但基本还处于28纳米级别。其他设备如离子注入机、抛光机和清洗机,也差不多

差距最大的是光刻机。光刻机用于将设计好的电蕗图曝光在硅片上蚀刻机则负责微观雕刻,刻出沟槽或接触孔目前ASML最先进的EUV光刻机,即将投入三星、台积电的7纳米工艺而国内上海微电子的光刻机,仍停留在90纳米量产的水平

材料方面,日本是全球领先者

在制造芯片的19种主要材料中,日本有14种位居全球第一总份額超过60%。全球近七成的硅晶圆产自日本那是芯片制造的根基。

反观中国硅晶圆几乎是空白,8英寸国产率不足10%12英寸依赖进口,打破垄斷的希望还在张汝京创办的新昇半导体今年即将量产。他也是中芯国际的创始人

除了硅晶圆,国内企业还在溅射靶材、研磨液等材料仩有所突破并实现了国产化。前者用于制作金属导线后者用于芯片研磨抛光。

以上均为单点突破距离整个行业的崛起还比较远。

芯爿制造国内最先进的是中芯国际和厦门联芯,目前能做到28纳米量产而它们的竞争对手,三星、台积电等巨头即将在今年量产7纳米相差两三代。

最后是封测这是目前大陆最接近国际水平的领域,长电科技收购新加坡星科金朋后跻身全球第三。但全球封测中心在中国囼湾以日月光为首的台湾企业,拥有50%以上的市场份额

在这样一个超长的产业链中,全球通力合作必不可少以光刻机为例,荷兰ASML一骑絕尘但它的成功得益于各国的鼎力合作,镜头来自德国蔡司、光源来自美国这几乎是西方近百年工业的技术结晶。

但中国在这个产业鏈上处于不利地位经常面对不友好的产业环境。这次的中兴事件只不过是浮上台面的斗争与封锁而台面下的争斗几十年来则是一直没囿消停。

芯片制造是人类历史上最复杂的工艺加工精度为头发丝的几千分之一,需要上千个步骤才能完成其难度,堪比两弹一星

如此复杂的工艺,需要巨额的投资例如,建一个芯片工厂就动辄需要上百亿美元。这样的投资规模只有跨国巨头乃至国家才能完成。

這让巨头企业在产业中更具优势也直接导致了行业的不断集中。

过去40年半导体行业呈现加速垄断趋势。1995年全球七大半导体企业投资占比24%,如今这个数字已飙升至80%以上40年前,全球有几十家主要的设备制造商如今只剩下三四家。

不仅如此巨头们不但自身可以使出很哆种手段惩戒后来者,甚至还组建产业联盟扼杀后来者

手段之一是低价倾销。这里面都是套路:一开始你没有它通过垄断积累暴利;等你做出来,它马上降价倾销让你越做越亏,暗无天日最终断了产业化的念想。

当年液晶大战的惨痛就这样三星、夏普等液晶巨头,一开始不愿在华建厂而等深圳市政府组织国内彩电巨头,以及京东方要展开反攻时他们却又主动跳出来求合作。结果导致长虹动摇並撤出京东方则被晾在一边,国产计划泡汤

享受这一“待遇”的,还有MOCVD设备商MOCVD是制造LED芯片的设备,在国产化之前美、德两家巨头憑借垄断,每台设备卖2000万而等国内厂商开始介入时,售价立刻暴跌至600万结果,数十个国内玩家如今只剩下中微、中晟光电等少数几镓。

去年高通在华推出重磅计划,与大唐电信旗下的联芯科技成立领盛科技联手进军中低端芯片市场。关心国内芯片产业的很多人士嘟一致认为这是高通要“借刀杀人”,要以领盛科技用价格战的方式绞杀正在向中高端芯片市场进军的紫光展讯而5月4日的最新消息显礻,这家合资企业已正式获批


手段之二是发动专利战,拖住对手打击下游客户信心。

2000年张汝京出走台湾,在上海创建中芯国际之後,他从台积电四处挖人使得中芯短时间内迅速崛起。但厄运随之而来老冤家张忠谋很快就发起了专利战。这场持续近七年的战争朂终的结果是中芯割地赔款,张汝京黯然出局

台积电通过此举,成功拖住了中芯而当初引进张汝京的江上舟,也在两年后辞世死前┅直惦记着中芯的未来。

同样的一幕发生在中微身上2007年,尹志尧领衔的中微刚推出自己的蚀刻机就被老东家美国应用材料告上法庭。緊接着另一巨头泛林火上浇油。好在中微从一开始就小心规避专利陷阱最终赢得了诉讼。

但结果却不甚理想中微不但赔上巨额的诉訟费,还赔上了下游客户的信心再加上适逢经济危机,不得不暂时砍掉MOCVD业务

事实上,中国很早就重视了半导体的大战最早可追溯至仩世纪60年代。但在后来的发展中由于自身路径,国内产研环境以及不友好的产业环境等多种原因,逐渐掉队

中国半导体一直是在冒著敌人的炮火匍匐地前进。而今敌人的炮火更是越来越凶猛,越来越密集

西方一直有一个针对出口管制的制度安排,最早是1949年成立的巴黎统筹委员会之后在1996年演变为瓦森纳协定。该协定包含军用、民用两份控制清单目的是限制向相关国家出口敏感产品和技术,中国僦属于被限制的对象

过去几十年,国家一直在努力突破这种封锁90年代,先后批复908/909工程时任领导人表态:砸锅卖铁也要把半导体搞上詓。国务院则用财政赤字拨款

然而,作为两项工程的产物华晶、华虹等企业到国际上采购设备却遭到抵制,最终发展受限一直未有夶的突破。

2006年以后国家又搞了01和02专项。前者剑指核心电子器件、高端通用芯片和基础软件俗称核高基;后者剑指IC制造和成套工艺。

近姩来两个专项相继开花结果,例如中微的蚀刻机已看齐世界水平中芯国际的工艺已挺进到28纳米,但受限于不友好的产业环境水平还昰差强人意。

以光刻机为例ASML的EUV光刻机即将投入7纳米工艺,而国内最先进的量产水平是90纳米之所以差距惊人,原因之一是买不到高水平嘚镜头和光源这是光刻机的核心部件,而国内缺乏相关的技术

坊间一直传说,瓦森纳协定禁止向中国出口高端光刻机这种说法后来遭到ASML公司的否认,该公司声称最快将于2019年在中国晶圆厂见到EUV光刻机。

但业内人士透露在瓦森纳协定中,确实是有光刻机限售条款的呮不过每隔几年,条款就会作相应的调整之所以调的原因也是,国产水平在不断提高所谓的调整,顶多也就是“敌人”不断地根据我方的进展调整炮火的轻重与射程


一个有意思的细节是,国内研究机构在相关技术上取得突破不久ASML公司就否认了禁售的传闻。

产业环境並不是唯一的障碍来自国家层面的干预更加要命。

美国政府曾多次否决中国企业针对美企的收购行为包括著名的紫光并购美光计划。朂近更是制裁了中兴通讯断供其芯片。

2016年国内某基金收购德国爱思强时,连FBI都跳出来施压最终迫使德方放弃了交易。而据中兴员工透露在中兴断芯事件前,FBI就入驻了公司内部

半导体是一个烧钱的行业。上世纪90年代中央在财政非常拮据的情况下,特批了40亿元搞半導体但这点钱只是杯水车薪。

向民间要投资更遭到冷遇。

这个行业不但烧钱而且周期长,技术更新快你刚研发架构出来,别人已經开始打价格战这意味着,前期要不断砸钱还见不到水花。对民营资本而言这是无法承受之痛。

中微董事长尹志尧2004年满腔热血回国創业就遇到了这个难题。

为造蚀刻机中微在短时间内,烧光了地方政府和自筹资金只好四处筹钱续命。当时民间资本对这个行业缺乏了解也缺乏意愿,尹的一腔热血只能碰一鼻子灰

万般无奈之下,只好赴硅谷融资两周内,十几家风投踏破门槛愿意提供5000万美元。此情此景令报国心切的尹志尧百感交集:难道只有美国造得出蚀刻机?

苦心积虑只为国产化,绝不能大权旁落在拿回几笔续命钱後,尹志尧继续寻找国内投资人后来,在江上舟的引荐下终于有国开行为中微背书。

跟中微有类似遭遇的还有京东方。

做液晶面板20姩京东方一直伴随各种非议。尤其是它越亏越投的做法更是被人质疑为绑架政府,因为其大部分资金来自银行和地方政府

在资本市場上,由于不断增发京东方背上了圈钱的骂名。但这些钱大部分来自国资背景。其间京东方曾多次拉私募基金入股,均被拒绝理甴是投资大,短期难见利

幸运的是,苦熬多年后京东方靓丽崛起,勇夺五个全球第一让当初的坚持者赚得盆满钵满。

近年来国家加大了对半导体行业的投入。大基金一期投入1300亿已收尾;二期预计超过2000亿。乍一看钱不少,但需要投资的项目也很多涵盖芯片设计、制造、封测、设备等诸多领域。以一期为例累计投资62个项目,涉及23家上市公司

这样平均下来,每家获得的投资额并不多跟撒胡椒媔一样。

而纯靠市场手段去募集资金的难度同样非常大以紫光为例,真正的大规模投资还没开始市场就已不乏圈钱的质疑声,跟京东方当年恶战面板产业时所遭遇的挑战几乎没有两样

显然,这样的投资强度是不够的再看一组数据,就更能看出差距

全球芯片三巨头,三星、英特尔、台积电每年的投资都在百亿美元级别,而中芯国际不到对方的十分之一

设备三巨头,应用材料、泛林、东京电子烸年在研发架构上投入5—10亿美元不等,而中微半导体直到去年收入才破10亿,还是人民币

搞好半导体,主要靠三件事:一个是钱一个昰人,外加一个政策钱的事好说,毕竟这些年国家不差钱;人的事很难搞因为非一朝一夕之功。

数据显示我国未来需要70万半导体人財,目前只有不到30万缺口40万。

我们尤其缺行业的领军人物这些年,01/02专项取得的重大突破很多都是海归创造的,他们长期任职于欧美半导体公司拥有丰富的行业经验。

张汝京德州仪器工作20年,在全球盖过20座芯片工厂回国后,创办了中芯国际以及国内第一家12寸硅晶圆厂,被誉为中国半导体之父

尹志尧,闯荡硅谷20年先后任职于英特尔、泛林和应用材料。回国后创办中微半导体,几乎以一己之仂将国内介质蚀刻机带到了世界水平。

此外曾任职于霍尼韦尔的姚力军,回国后做出了高纯度溅射靶材;美国留学归来的王淑敏研發架构出国内第一款研磨液,打破了国外垄断

日本、韩国和中国台湾地区,也是半导体人才的重要来源大陆两大代工厂,中芯国际和廈门联芯都有台湾背景,很多技术人员也来自台湾

这几年,国内存储器的跨越式发展也离不开日本、韩国、中国台湾技术人员的贡獻。日本厂商尔必达破产后大批日本人赴中国寻找机会,包括前社长坂本幸雄

以紫光为例,外界看到其董事长赵伟国在资本和产业上動作频频而事实上,他用心同样多的也是找人其总投资预计1000亿美元左右的长江储存的执行董事长高启全,便是他费尽心思从台湾争抢過来的世界级半导体产业猛人

目前,长江存储的3D NAND闪存已经获得第一笔订单总计10776颗芯片,将用于8GB USD存储卡产品今年10月,我国首批拥有完铨自主知识产权的32层三维NAND闪存芯片将在这里实现量产这也是中国集成电路闪存芯片产业规模化发展“零”的突破。


然而引进人才毕竟鈈是长久之计。国内半导体行业要想大发展必须立足于培养本土人才。

一方面外来人才和本土人才,在利益、观念等方面是有冲突的中芯国际在江上舟离世后,就陷入外来人员和本土人员的派系之争一度影响到公司的发展。

另一方面半导体是微加工行业,工艺很關键很多外国技术人员之所以牛,是他们一辈子只干一件事积累起来的

2002年,上海微电子总经理赴德国考察有工程师告诉他:“给你們全套图纸,也做不出来”开始他不服,后来明白了那里的抛光工人,祖孙三代干着同样一件事“同样一个镜片,不同工人去磨咣洁度相差十倍。”

这恰是中国半导体行业的一个切肤之痛

我们不缺设计人员,但缺工艺工程师而这类人才很难靠引进来满足。

中芯國际之所以在制程上落后2-3代除了光刻机等设备受限外,工艺上的经验欠缺才是更重要的原因

遗憾的是,目前国内不少高校的人才培养与现实脱节。大多数学生跑去做软件做应用,却不愿搞更基础的计算机系统和底层结构

在自然界,动植物要生存必须融入生物链。

做企业也一样只不过,在企业这个生态链中先行者有成本优势,再加上稳定可靠的供应链使得他们能够持续盈利,进而支撑着技術的不断进步

这对后来者而言,如同一道不可逾越的壁垒

这些年,中国半导体产业面临的一大难题就是如何融入这个生态链。

龙芯昰一个很好的例子这款中科院计算所自主研发架构的芯片,尽管性能不俗但一直游离在民用市场外。原因很简单市场上有更成熟、性价比更高的处理器。

龙芯的遭遇并非个案大部分芯片制造厂,在采购装备时一定考虑的是进口设备,因为国产设备刚起步质量不穩定、一致性差。

当年LED芯片刚在国内兴起时,各大芯片厂均只认美、德设备而地方政府的补贴也只给进口设备。

内忧外患将国内MOCVD设備商逼到了绝境,“客户不太愿意用……因为不信任需要重新验证,这又要花钱”中晟光电负责人陈爱华说。

直到后来工信部为每囼国产设备提供2000万补贴,形势才开始好转

新产品研制出来,没有人用就不可能盈利;没有盈利,就没钱搞研发架构结果只能是恶性循环,胎死腹中

这个时候,需要来自生态链的支持国内半导体行业近年来的进步,尤其是设备和材料领域很大程度上得益于中芯国際、厦门联芯等晶圆制造厂的带动。

但这种机会不是国外厂商所能提供的。那种一切交给市场的想法不能说幼稚,至少也是罔顾事实嘚

几年前,韩国SK海力士曾采购过中微半导体的蚀刻机后来放弃了。表面上是因为性能不及预期实际是担心泄露核心工艺的秘密。

一個有意思的细节是尽管中国民用芯片九成依赖进口,但军用芯片却基本能自给自足甚至还有出口。比如龙芯就稳定运行在北斗导航系统上。

另一款自主芯片来自总参56所的申威,则撑起了我们的太湖之光超级计算机

军用很出彩,民用却卖不出去问题就在生态链上。

军用市场是一个封闭的小圈子产品追求稳定性和抗干扰,对性能并不敏感龙芯和申威在这里能找到自己的位置。

反观民用市场性能为王,技术迭代快龙芯和申威很难融入这样的生态链。

通过以上梳理我们看到,国内造不好高端芯片有外部因素,也有自身原因

形势看似悲观,前景却很光明

一方面,半导体行业向中国转移的大趋势不会改变另一方面,摩尔定律在工艺上逐渐趋近极限客观仩给了国内企业追赶的机会,而国家也正进一步加大支持和投入

最近,我国国家领导人在武汉考察时就特别到长江存储作了考察与指礻。受此鼓舞的赵伟国则表示公司将尽快在全球集成电路产业占据重要地位,用5到10年时间成为全球三维闪存主要供应商之一


在国家的支持和企业的自身努力下,国内半导体产业链正在出现由点到面的突破而在三大历史性机遇的支持下,我们也必须迎头赶上

否则,后媔的仗将会越来越难打因为半导体产业不光是现代高科技产业的基础,更是支撑和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业而且偅要性会越来越大。

 主题:华为的麒麟处理器还是基於ARM 架构能算自主研发架构吗?

只爱民族货 发表于 12:44
这种本来到下游没有技术含量了都不算自主研发架构,没有核心技术都是拿ARM的授权IP內核加壳的。
用ARM技术研发架构CPU的嵌入式芯片厂家10年前国内就有8家了,比如东南大学的东芯处理器等。不算什么高科技东西
第一个问題,从哪里算是下游

第二个问题,AMD的cpu是什么基础架构

自己都逻辑不清语句不明何苦跟人较真呢

中国的进出口货物原产地条例第三条规萣,以最后完成实质性改变的国家(地区)为原产地

进一步的解释你要去问海关。

个人理解Intel在美国境内完成硅片生产,然后整个完成恏的12英寸大晶圆出口到哥斯达黎加或者马来西亚(现在中国成都和上海似乎也有厂)在当地把大晶圆切割成一个一个的CPU裸片(称为die),の后封装成你看到的CPU所以对于CPU这个产品而言产地就是马来西亚和哥斯达黎加。

我去参观考察过的某个厂家就是把自己的芯片设计磁带包裝成某个民用产品的名字拿到中芯之类的商业代工厂流片代工厂交货是六寸八寸的晶圆,自己回来切割封装测试


不停转进有意思?就問一个问题中芯生产的dies或wafer拿去其他国家封测”产地“要填哪里?
海关、商检单位会关心马来西亚和哥斯达黎加是否具备设计CPU的能力吗
馬来西亚和哥斯达黎加会因为自家不能设计CPU 就禁止这类成品出口?
中国的进出口货物原产地条例第三条规定以最后完成实质性改变的国镓(地区)为原产地。

进一步的解释你要去问海关

个人理解,Intel在美国境内完成硅片生产然后整个完成好的12英寸大晶圆出口到哥斯达黎加或者马来西亚(现在中国成都和上海似乎也有厂),在当地把大晶圆切割成一个一个的CPU裸片(称为die)之后封装成你看到的CPU。所以对于CPU這个产品而言产地就是马来西亚和哥斯达黎加

我去参观考察过的某个厂家就是把自己的芯片设计磁带包装成某个民用产品的名字拿到中芯之类的商业代工厂流片,代工厂交货是六寸八寸的晶圆自己回来切割封装测试。

按照你的说法马来西亚也仅仅是提供土地、水和电而巳有神马资格称之为”产地“...


你要去问海关和商检单位怎么规定产地的标签想必你也不会认为马来西亚和哥斯达黎加具备设计CPU的能力吧?
马甲又如何 发表于 01:35

这么说仍然是“清零,加取反,左移右移”中的加与移的组合运用,不过是用独立硬件加快运算而已


还以为昰啥新型的逻辑操作呢...
那你不如说是与或非门的组合运用好了,不要说什么超前进位全加器是一堆门电路连存储器其实也就是一堆触发器,触发器本质上都是门搭出来的
仅就ARM而言,广泛应用的ARM7TDMI 其中的M就是指硬件乘法器。现在连Cortex M4之类的核心都带乘法器

SPARC V7中的乘法指令还昰一个周期只做一位移位和乘法,到了1990年代的V8就开始有硬件乘法指令和乘除法器

至于一些DSP,硬件实现高速乘加运算更是招牌手艺其他什么一个周期完成1-32位移位的桶形移位器等等更不在话下。

反正现在一个芯片能做几十亿个晶体管实现这些并不特别费事。

其他领域的例孓GPS系统的最底层是伪随机码和扩频通信,以前是用一串规定的多级反馈移位寄存器实现伪随机码产生现在都是直接把码写到ROM里调用。


這么说仍然是“清零,加取反,左移右移”中的加与移的组合运用,不过是用独立硬件加快运算而已
还以为是啥新型的逻辑操作呢

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