國產芯片落後的主要因素是不是IC設計軟件的落後?

fengdxt

恰恰相反,中國在IC設計上是相對領先的。國產芯片落後主要是因為兩個原因:1. 國外在標準和專利上的壁壘 2. 歷史上我們對於芯片自主研發的態度。


先說一下IC設計,在2017年全球前十大Fabless(無晶圓)IC設計廠商排名中,中國的海思和紫光集團分列第七和第十位。同時,2017年中國IC設計業收入超過2000億元人民幣,年增長22%,2018年中國IC行業還將增長20%左右,收入2400億元人民幣。


也就是說,中國的IC設計行業並不落後,甚是是相對領先的。



國產芯片落後的主要原因是什麼?


這其實是一個很大的問題。有人說中國芯片行業的落後是全方位的,也有人說是因為買不到最先進的光刻機,這些說法都有一定的道理,但都不是最根本性的原因。


首先,我們要理解芯片產業是一個非常長的產業鏈,涉及到IP、IC設計、製造、封裝、測試等多個流程,也是一個典型的全球化分工合作的產業。在所有的這些流程中,芯片製造、封裝測試等環節屬於中下游,我們熟悉的臺積電就是在這個領域中掌握了優勢,分得了芯片行業中的一杯羹。


但是中國芯片真正落後的原因是在於最上游的知識產權、標準等領域沒有做到自主、可控,所以被別人卡了脖子。


舉個例子,為什麼中國造不出像Intel一樣的通用型CPU?


事實上,中國完全可以造出類似於Intel的處理器(最多就是性能和工藝差一點),而根本問題在於,由於英特爾在x86指令集上的“標準霸權”,中國的自主CPU無法在繞過英特爾專利的前提下支持Windows操作系統。換句話說,即使是造出來了,也沒法大規模的商用,更沒法和英特爾進行公平的市場競爭。



從技術的角度看自己創造一套指令集並不難,但是在此基礎上開發出來的CPU由於無法兼容x86指令集,所以也不能跑Windows,沒有生態的支持。而要兼容x86指令集,英特爾會用知識產權保護、技術壁壘、法律等手段設置種種的障礙和限制。


上面只是舉了一個非常簡單的例子來解釋中國芯片到底落後在哪裡。可能有人會想到兆芯、海光等等其它例子,由於篇幅的關係,這裡不一一展開討論。但是一個基本的結論是:中國芯真正落後的原因,

根子上是受制於上游知識產權、標準上的壁壘,而並非簡單的沒錢、沒人或者沒光刻機。事實上中國現在不缺錢,也不缺人,最先進的光刻機最近也買到了,但只要根子上的問題沒有解決,還不能算是一個芯片強國。



中國芯片行業該怎麼辦?


其實也不用太擔心,我講的這些不是什麼驚天動地的發現,對於頂層設計者而言只是一些常識性的認知。目前的中國芯片產業也正在全面發力,相信不久的將來會有越來越多的突破。說幾點我覺得目前已經在做,並且應該持續做下去的解決方案:


1. 改變對於芯片自主研發的態度


以前我們的思路是“用市場換技術”、以及“造不如買、買不如租”,其實從芯片產業全球分工的格局來看也沒有什麼大問題。只是目前中國發展到今天這個程度,已經越來越受到某些國家的“排擠”,有些人不講道理,只看拳頭夠不夠硬。這次的中興事件徹底把我們打醒了,對於芯片自主研發這件事情中國正以前所未有的重視度重新進行佈局。


2. 對於別人已經佔領的領域,採取”換道超車“的辦法。


之前說過了,在通用處理器領域英特爾的x86指令集已經佔據了高地。怎麼辦?在後面追是追不上的,只能換道超車。例如龍芯曾買斷了MIPS指令集,並通過擴展開發出自己的loongISA指令集,自主設計GS464E微結構,開闢出一個新的賽道。


但之前提到的沒有商業軟件的生態支持怎麼辦?龍芯的策略是採取主打工控、網安,以及石油、電力、交通、金融等行業應用,這些行業應用一方面事關國家信息安全,另一方面在替換上不像桌面和手機存在龐雜的軟件生態的問題。


另外,黨政軍辦公等場景已經完全可以使用龍芯+Deepin深度Linux操作系統替代Windows+Intel的組合,這次的政府採購也對龍芯等“中國芯”進行了支持,而讓這些造“中國芯”的公司活下來完全可以用行政支持的手段實現。


我認為支持龍芯這樣堅持走自主研發的公司應該納入到國家的芯片戰略。


3. 在別人還沒有完全佔領的領域,加速突破。


比如在超級計算機領域,中國的申威、飛騰等國產CPU已經讓中國超算成為了世界第一第二名。包括被阿里投資的專門做AI芯片的寒武紀,在專用芯片領域,中國有很多機會能夠在人工智能、雲計算、虛擬現實芯片等還未形成標準、專利壁壘的領域率先突破形成自己的標準和專利。


在這點上,中國在軍用芯片領域已經能夠做到自給自足,並且局部領先(例如:華睿2號,魂芯等),但在民用領域還需要繼續加速突破。



高挺觀點

講真,我們的落後是全方位的。我們的IC設計不如別人,製程上不如別人,就連最基礎的單晶硅製造上也不如別人。


芯片設計不如別人是有原因的,一個是因為人家動手早,已經建立了一個完整的體系,咱們進不去。比方說你去和英特爾爭桌面處理器是不可能成功的,因為X86是windows的基礎之一,而我們沒有這個。另外一個就是我們的設計能力真的不如別人,人家畢竟搞了很久了,就算是Al芯片也是一樣。

第二個就是我們的工藝太差,當然,還是因為我們動手太晚了。那些拿光刻機說事的請閉嘴,這和光刻機沒有直接的關係,同樣的光刻機英特爾能造出10nm,而我們只能造出28nm,中間差了兩代甚至更多,我們現在掌握的大多數技術英特爾十年前就研發出來了,這就是差距。


最後,也是最關鍵的,我們的教育存在很大問題。集成電路專業是2003年才設立的,距離集成電路的出現已經過去了幾十年,也就是說在教育上我們已經晚了很多,其次,集成電路專業有幾個人畢業了真的去搞集成電路了?


看球人

國產IC的落後,一方面是設計的落後,一方面是工藝的落後,先說設計,國產很多芯片基本上都不是完全自主研發,很多核心的IP都是買的,所以自己做的工作並不是特別創新,特別多。國內也有專門的人做反向設計。工藝的話,很多設備是禁售的,很多核心的技術也是禁止傳過來的。典型的工藝,國內自己做的就是不行。軟件大家基本上都是用的一樣的,跟芯片產業落後不能說完全沒關係,軟件都是國外的,國內的教育,很多學校都沒有足夠多的錢買軟件,所以很多學生其實讀書的時候用到的軟件還不是特別多(研究生、博士生好點),工作才真正的去用和熟悉軟件,這其實也算是一種落後吧,畢竟等你軟件特別熟悉的時候,已經工作好多年了。


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