众所周知,在科技产业爆发的当下,无论是魂牵梦萦的人工智能,还是立足实地的智能制造和工控,都离不开最核心的驱动——芯片。也正因为如此,美国在芯片产业上对我国进行围追堵截,最典型的就是对华为进行的四轮制裁,打压其芯片产业,不过被华为以超强毅力和智慧所突破。
但毁我之心不死的美国另生一计,决心从芯片设计源头,让我国直接在芯片设计上面趴窝,无法进行最根源的芯片设计。这就是芯片设计的源头,芯片架构之争。所谓的芯片架构,指的是芯片指令集,通俗来讲是能够让芯片按照预设的程序运行,并能够同硬件之间进行连接沟通的“语言系统”。这套规范的“语言系统”在芯片设计之初就得设计好,这样才能够让芯片和硬件之间进行完美配合,使得系统平稳高效的运行。
目前市面上的主流芯片架构分为两种,一种是X86芯片架构,它基本应用于高性能高功耗的大型设备如PC和服务器,为英特尔公司所有;另一种是隶属于软银公司,并广泛应用于移动端,如手机和平板电脑的ARM架构。这两种架构目前属主流地位,两者分庭抗礼各自占据半壁江山,英特尔也曾大力收购ARM,但并未成功。
目前在美政府主导的芯片封锁战中,对芯片架构的封锁也正在进行,其中X86架构板上钉钉无法使用,ARM公司虽然不属于美国,但是经不过美国的威逼也没有授权给华为最新的V9使用权限。虽然最近有消息爆出华为获得了V9授权,但这一消息仍未获确认。可以说,随着芯片封锁的持续进行,这两种架构的使用在未来几乎是无迹可寻。
不过,我国的智慧就是擅于未雨绸缪,所以在现今两种主流架构之下已经另辟蹊径,采用第三种架构进行发展,这就是曾经被美国嗤之以鼻的RISC-V架构。
RISC—V架构是一种不基于任何政治立场,完全为技术而生的开源架构。在全球范围来说没有任何使用权限,其开发团队来自于加州伯克利大学,曾经为保持技术的纯洁和中立也将研发团队从美国迁往中立国瑞士,并将其开源。在世界范围内它集思广益,相较于X86和ARM架构,RISC-V在模块化设计和结构上有着不可比拟的优点。相较于ARM它更精简、易开发,有着更低的开发成本和更低的功耗。
目前我国早已瞅准此赛道,在RISC-V架构上面进行广泛布局并打造产业集群,阿里更是投身于RISC-V架构已达5年。曾基于此架构开发的“玄铁C910处理器”更是荣登全球新架构芯片性能榜首,在我国人工智能、工业控制以及数据服务多个产业集群中实现落地。
我国芯片方面专家倪光南院士更是看好此赛道,直言RISC-V芯片架构将在未来与X86和ARM三分天下。未来中国也将是RISC-V芯片架构的主场,并为RISC-V架构塑造辉煌。我国政府也已设立“RISC-V工业委员会”,并邀请中科院、华为、百度和腾讯等科研机构、科创企业加入其中,来奋力打造RISC-V的辉煌,打破美国封锁芯片架构的白日梦!
面对我国在RISC-V架构上大力发展的境况,美国政客又试图使用封锁的那一套,但RISC-V官方直接发声:“RISC-V是全球标准,不受任何单一企业和国家控制!”另外,也正是由于我国的大力推动,RISC-V才迎来如今的辉煌发展,在RISC-V的国际基金会中,有一半以上的中国企业高级会员。可以说,没有我国的专注和推动,也很难有RISC—V现在的辉煌。
不仅如此,我国在芯片产业上捷报频传,不仅在芯片设计和制造上面有所突破,最近在芯片的最后一步:“封装”上面也有所好消息传出。众所周知,芯片的基础是晶圆,一块芯片在上市之前要经过设计、制造和封装三步。设计就是在晶圆上面将电路设计出来,制造是通过工具将设计出来的电路进行雕刻,而封装就是将雕刻完成的晶圆进行包装,和外部硬件进行连接。
其中,我们以往被卡脖子的就是芯片制造的晶圆雕刻,目前雕刻工具之一的先进制程光刻机我国正在进行攻关,而芯片的整体性能由于摩尔定律限制,已经无法进行大幅提升。因此,各个芯片公司都试图在芯片的最后一步,也就是封装上面下功夫。而我国也正专注于此,将芯片封装中最常用的有机材料基板换为玻璃基板,来提升芯片性能。
根据研究,玻璃基板相较于有机基板拥有更好的电学性能、光学性能和热学性能,在信号传输效率以及芯片密度上均有所提升,能够让被摩尔定律拍死的芯片性能再度复活!
前不久,央视公布我国玻璃基板芯片的先进技术—“第三代玻璃穿孔技术”,能够实现在指甲盖大小的玻璃晶圆上打上100万个孔,最终串联成为复杂的集成电路,整体制作成本比传统有机材料晶圆下降50%。电子科技大学张继华教授表示,如果我们能抓住这一点,将有望实现我国芯片弯道超车!
可以说,目前我国在整个芯片产业上都在集中发力,众多优秀企业和科研机构负起使命,在芯片的设计,制造以及封装上面同心协力,分工合作。芯片设计上,华为海思、紫光展锐等不断创新、打破封锁;芯片制造上中芯国际、华虹半导体等不断推动我国芯片制造再度攀升;芯片封装上长电科技等企业也引领担当,致力于提升芯片整体性能。有理由相信,未来我国在芯片产业上必将彻底打破封锁,美国想要掐灭我国芯片产业之心也终将破灭!