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一篇文章、一个采访,看中美芯片发展的异同

2022/02/28
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写在前面:立个flag,老石谈芯的周报,今年争取不再断更!

这期周报的题目有点严肃,有点像行业调查报告,不过内容并没有那么沉重,是我这两周看到、听到、感受到的一些内容的总结和整理。

中国芯片”卡脖子“的问题,已经不是新闻了。这件事情的正面意义,是加速了很多人对我国芯片产业未来发展的思考。就像逆境往往才能激发人的潜能、deadline才是第一生产力,我们其实不是缺少做事的动力和能力,而是开始的理由。

有不少人问,我们在一穷二白的时候搞出来了两弹一星,现在搞一颗小芯片,又有何难?

搞”一颗“芯片不难,难的是搞N颗很多人、很多公司、很多国家都会用的芯片。这是芯片和两弹一星的最本质区别。

说白了,中国芯片”卡脖子“的地方,不是芯片本身,而是芯片的技术体系。

前两周在知识星球里分享了一篇文章,来自今年《中国科学院院刊》一月发表的《对信息技术新体系的思考》,作者是中国工程院院士孙凝晖。这篇文章介绍了当前世界上处理器芯片的三种技术体系,简称为A体系、B体系、C体系。

A体系是美国控制的芯片体系,以x86和ARM处理器为代表。它产生于上世纪90年代,经过传统互联网和移动互联网两次信息技术大潮的推动和洗礼,已经形成了非常成熟和牢固的技术护城河,这也是我国芯片”卡脖子“的重点领域。

这个体系的最主要特点,就是层次化明显,每层都有全球化的龙头公司。芯片技术作为底层,代表公司有x86阵营的英特尔AMD;以及ARM阵营的一众移动处理器公司,比如苹果、高通;还有其他垂直领域的芯片公司,比如英伟达等等。再往上就是操作系统,包括微软、谷歌,还有系统厂商、软件厂商、应用厂商等等。

我国的绝大部分芯片公司也都是A体系的玩家。我们不该误解的是,这并不是”坏事“,只是他们并没有办法修改游戏规则。

相比于A体系,B体系是我们比较熟悉的”自主可控“的芯片体系,比如龙芯,大家应该比较熟悉,这里就不展开了。

重点介绍一下C体系,它是中国芯片未来发展的重点,本质是通过开放和协同,与世界各国共建一个”你中有我、我中有你“的技术生态。在C体系中,并没有谁能完全控制全部技术,从而在根本上破解”卡脖子“的问题。

这很像5G技术的发展路线,这是全球共同制定的标准和计划,并没有哪个国家能占据绝对的话语权。但是,仍然可以通过大量投入,在某些关键技术上实现主导。

最近几年蓬勃兴起的RISC-V,就有希望作为处理器芯片领域的”5G标准“。RISC-V最大的特点就是免费、开源、开放,任何人都能拿来用。用是一回事,能不能用好就是另一回事了。这就需要有引领性的技术作为参考,大家在此基础上进行细分和优化就可以了,而这正是C体系强调的”开放、协同“的中心思想。

前两周有个大新闻,那就是英特尔以最高等级会员的身份,加入了RISC-V国际基金会,同时也加入了基金会的董事会。作为A体系的代表性公司,英特尔的x86生态素来都是以封闭为代表的。但这次主动靠拢开源开放的RISC-V,背后自然有更多深意。

我突然发现,原来美国芯片也有“卡脖子”的地方,那就是产能。

英特尔加入RISC-V基金会,并不是要拥抱RISC-V处理器生态,而是希望为RISC-V厂商提供晶圆代工服务。这不只是英特尔发展的需要,也是美国保持自己芯片优势的需要。

这周看了Bloomberg对英特尔CEO Pat Gelsinger的采访,他重回英特尔已经一年,给自己的工作打了A-的分数。不过我觉得Pat的聪明之处,就是把英特尔的命运和美国的命运紧紧绑定在了一起,不仅如此,他还希望把英特尔的命运和欧洲的命运绑定在一起。

他在多个场合公开表示,目前全球芯片产能分布极不均衡,绝大部分集中在东亚,特别是韩国和我国中国台湾省。相比之下,美国和欧洲的芯片产能极低,这就极度威胁到美欧的国家安全。

如果我们从前面介绍的A、B、C三个体系的特点来看,这其实也符合A体系“分层优化”的特点,只不过在芯片制造这一层,台积电成了优化后的赢家,这一点着实超出了美国的预料。

因此Pat上台之后看准这一点,高调推出IDM2.0战略,在接下来的5年内,每年投入几百亿美元在美国盖晶圆厂,同时也开放晶圆代工服务,甚至也帮助竞争对手进行芯片代工。这完全不是聚焦短期利益,而是放眼中长期发展的表现。毕竟芯片设计的再好,造不出来照样没什么卵用。

Pat和英特尔的这一系列操作,自然也受到拜登政府的支持。拜登也在敦促国会通过一项520亿美元的计划,推动美国芯片研究和制造的发展。

现在是充满变化的时代,也是充满机会的时代。有幸作为历史的见证者,甚至作为某些微小历史进程的参与者,都是推动我每天继续进步的最大力量。

(本文不代表作者任职单位的观点)

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微信公众号“老石谈芯”主理人,博士毕业于伦敦帝国理工大学电子工程系,现任某知名半导体公司高级FPGA研发工程师,从事基于FPGA的数据中心网络加速、网络功能虚拟化、高速有线网络通信等领域的研发和创新工作。曾经针对FPGA、高性能与可重构计算等技术在学术界顶级会议和期刊上发表过多篇研究论文。