华为麒麟终成绝唱,采罢百花成“芯”后,为谁辛苦为谁甜

昨天华为消费者业务CEO余成东,正式宣布华为的麒麟芯片,由于无法制造,将在9月15日后终成绝唱,这消息一出真是令人唏嘘。目前自主设计芯片,几乎已经成为了各大IT厂商的必选项了,传统IT巨头在做芯片,亚马逊的Graviton;阿里的含光800、玄铁910,而苹果近日高调宣布全面弃用英特尔,转投自研芯片。手机厂商要做,比如华为海思、小米的澎湃、OPPO也在年初启动了“马里亚纳计划”,将于未来3年投入500亿元进行芯片研发, 而且从目前情况来看OPPO真的不只是说说而已,他们在今年上半年所申请的专利在国内排名第二,据说相当一部分都和芯片有关,不过芯片的产业链太长,单单掌握最为重要的设计领域,其实也难以改变我国在这个领域被卡脖子的情况。

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    “芯”的生产力

2019年全球市场规模约为1,280 亿美元,其中单是移动SoC就已经接近500亿了。而芯片行业的上游是以EDA为代表的工业软件,下游则辐射物联网、云计算等规模破万亿美元的巨大IT市场 。

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从宏观上讲,算力比GDP等经济指标更加能代表一个国家的科技水平,算力是数字经济发展的核心动力,算力提升是全球未来多年发展的重点之一,而处理器核心技术的发展是提升算力的关键。也正是因此,我们看到今年年初,发改委首次明确新型基础设施的范围,把以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施明确纳入新型基础设施范围。随着政策的稳步推进和数据中心等算力基础设施的建设,相信国内市场会对服务器处理器芯片有巨大的需求,未来国产芯片行业前景可期。

 

从微观上讲一旦IT产品与其它芯片厂商的处理器绑定,就只能接受被“卡脖子”的命运了。由于目前摩尔定律已经变得不再有效,处理器性能升级不如以前迅猛,因此很多芯片公司为保证自身的利益,只能在换代升级方面慢慢“挤牙膏”以提高自身产品的延续期,这其中以英特尔最为明显,他们至今已经连续6年坚持使用14nm工艺不升级,甚至7nm工艺仍然遥遥无期,而这种与芯片换代的绑定对于任何一款产品来说都是十分危险的。以手机行业为例,一旦产品与高通的芯片绑定,那么自家产品的迭代周期,乃至旗舰机的发布,就只能与高通处理器的发布保持同步,那么争取高通处理器的首发,就会成为各终端厂商所必须要面对的恶梦。

因此从国家层面来说要扶持芯片行业,从各大厂商角度来说也要大举自研芯片,“芯”的趋势已经几乎不可阻挡。

    “芯”时代,必须打通任督二脉

2019 年中国服务器市场规估计已经达到了1500亿人民币,其中主要包括占比约25%的市场桌面及服务器芯片,占比60%的移动SOC,以及占比10%的物联多芯片。目前华为海思、阿里达摩院虽然已经跻身于全球顶尖的芯片设计公司行列,不过我们需要打通芯片设计的上下游环节还有很多,总结一下关键有以下几点。

芯片设计软件EDA:EDA一直被业内誉为“芯片产业的明珠”,不过在国产工业软件以及EDA软件等方面我们要走的路还很长。有关这方面话题笔者在前文《MATLAB被禁,CAD也危险,国产工业软件路在何方》中已经很多介绍了,这里不加赘述。

芯片指令集:目前我国还没有拥有完整知识产权的芯片指令集,目前应用较少为广泛的X86以及ARM架构芯片,其实都是需要单独授权乃至完全封闭的IP。一旦产权方停止授权而开成断供那么后果不堪设想。而在这方面阿里达摩院的RISC-V以及龙芯所使用的MIPS架构相对比较安全。

其中RISC-V 是 2010 年新出现的开源精简指令集架构,架构设计上没有历史包袱,采用的理念和方法较为先进。和主流架构 x86/ARM 相比,RISC-V 架构篇幅更少,基本指令集更少, 支持模块化和拓展性,而且为贯彻开源精神,目前RISC-V基金会已经有搬迁至瑞士的计划了,不过RISC-V架构出现时间晚, 适配软件和工具方面沉淀不足,生态环境尚需构建。

而MIPS在给予了龙芯永久授权后,也由龙芯继承了MIPS所有的生态,因此MIPS在国内发展及工具积累的情况相较于RISC-V要好一些。目前龙芯已经发布了基于 MIPS自主版权的指令集 LoongISA。其最新产品 3A4000/3B4000 的性能与 AMD 28nm 工艺的产品相当,而且目前龙芯已经全面进入云计算领域,并与浪潮云、阿里云、腾讯云等聚合合作。

光刻技术:光刻技术是整个芯片制造环节的实施末端,如果把芯片制造比作印刷术的话,那么晶体管相对于油墨,而光刻机则相当于印刷机。目前深紫外(DUV)光刻机是应用最多的,但是到了7nm这个节点就是DUV的极限,所以英特尔、三星和台积电都会在7nm这个节点引入极紫外光(EUV)光刻技术,也是由于封锁的原因,使我国采购不到最新的EUV光刻机。而且由于光刻技术涉及基础物理、精密机械、光学等方面的综合领域,我国基础太薄弱,短时间内难以迎头赶上。

不得不承认,我国每年需要进口超过3000亿美元的芯片,我们在芯片制造领域就是在被各种因素卡脖子,不过中国的IT人没有退缩,继续迎难而上,完成了很多欧美国家都没有做到的壮举,而且近期国家也针对半导体行业推出了一系列的税收优惠政策,但愿我们能尽早补上短板,以身为棋,胜天半子。

 

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