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艾新教育创始人谢志峰教授做客“科技会客厅”,讲述——
中美芯片博弈将走向何方?
2020年06月04日  作者:陈怡   编辑:ydm   审核:杨冬梅  版面:A1

2018年的中兴通讯芯片禁运事件使国人认识到自主发展芯片产业的重要意义。近日,美国对向华为提供芯片的企业实行新的限制,自主创“芯”问题进一步成为国人关注的焦点。复旦大学微电子学院教授、艾新教育创始人、《芯事——一本书读懂芯片产业》作者之一谢志峰博士日前做客本报“科技会客厅”,为公众讲述中美芯片博弈事件的背景和走向。

中国芯片业界用20年赶上8代芯片发展水平

据谢志峰教授介绍,全球芯片技术走过了60年历史,完整的芯片产业链分为芯片设计、制造、封装和测试三大块,是一个漫长且需要全球合作的产业链,没有一个国家能够完全凭借本国力量做出全产业链。

中国芯片行业起步较晚,初期与先进国家的芯片差距大到10代,真正起步是在2000年国家公布18号文件以后,从业人员奋起直追,加快步伐,用20年时间大大缩短了这一距离,目前达到与世界最先进芯片差两代的水平。这很不容易,因为芯片行业是一个需要漫长时间的技术、人才和资金积累,以及持续投入的行业,不可能存在跳跃式的发展。

英特尔创始人之一戈登·摩尔曾经结合自己从业50年的经验提出,芯片产品每隔18个月要降价一半,或者价格不变但功能翻倍。

这个行业壁垒很高,完全要依靠技术的先进性。芯片企业如果不按照这个曲线走,就会被淘汰。所以,虽然全球早期有芯片企业100多家,很多企业做到14纳米级的芯片时没能过去,也没有力量继续跟进。日本和欧洲已放弃芯片研发,全球目前只有美国、韩国和中国仍在坚持。能做7纳米级芯片的企业现在全球不到5家,包括英特尔、三星、台积电,以及中芯国际。

谢志峰总结全球芯片发展60年历史中曾经辉煌的美国硅谷、台湾新竹、日本九州、韩国大德和中国上海张江等5个地区的经验指出,这5个地区无一例外都是政府进行战略投资,而不是靠市场经济推动。

芯片行业本质上是一个全球合作的行业

在谢志峰看来,中国大陆发展芯片产业,需要借鉴美国硅谷、台湾新竹、日本九州和韩国大德的经验,即:所有的上下游企业都聚集在一个产业园里,形成强大的协同创新能力。国内芯片领域比较有名的北京中关村、上海张江、深圳这3个地方,都不具备完整的产业链。

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北京有做芯片研发的,但是集成电路制造产业不发达;上海张江有芯片的设计、制造业,还缺封装环节、原材料和相关工业软件;深圳是芯片应用的终端,但迄今没有12寸的芯片制造厂。

此外,中部武汉主要做存储器芯片的制造。“中国目前迫切需要在国内选择一个地方做芯片全产业链的园区,以使研发的效率最高、见效最快。”谢志峰表示,这也是他本人的理想。他比较看好广东,接下来可能在广东省和深圳市政府支持下,在广州和深圳交界地带建立一个全产业链的芯片产业园,尽可能让园区内的企业形成互补,而不是竞争关系。

谢志峰指出,芯片行业本质上是一个全球合作、相互交织的行业,不可能由哪一个国家完全封锁另一个国家,即便是美国也离不开全球协作。荷兰制造的全球最贵EUV光刻机也是一个集成设备——它的激光是美国做的,镜头是德国蔡司的;制造它的ASML公司,投资方中有英特尔和三星。所以,EUV光刻机实际上也不属于荷兰而属于全产业链,其中包含了千丝万缕的利益关联。

中国眼下发展芯片产业比过去的条件有利

谢志峰分析,中国眼下发展芯片产业具备比过去有利的条件:在PC 时代和手机时代,芯片的架构都是外国控制的,操作系统也是别人的。PC时代,操作系统是微软收费,芯片是英特尔收费;手机时代,谷歌和苹果的操作系统都免费,芯片IPARM公司收费,但是美国政府不允许华为使用美国操作系统,所以华为不得不自主研发鸿蒙系统。

展望未来,万物不需要人的介入就可实现互联的物联网(IoT)时代,全世界芯片业界看好的架构是由美国加州伯克利大学教授克里斯·阿桑德维奇在2010年发明的第五代精简指令架构,也即RISCV架构。在过去的复杂指令系统里,英特尔架构包含3000多条指令,ARM架构刚被发明出来的时候包含几百条指令,现在逐渐加到了1000条。而用克里斯·阿桑德维奇的办法,只需要47条指令就够了。他发明了这项技术,并将它作为礼物永久性地赠送给了全人类。这是非常重要的一个事件。因为之前中国在这方面一直被美国、英国“卡脖子”。

克里斯·阿桑德维奇还成立了一个全球认可的RISCV基金会,今年1月,该基金会搬到了瑞士日内瓦,成为一个完全独立于美国的基金会。在RISCV架构下,中国各个地方,尤其是企业、高校都开始投入“重兵”,根据这个指令集自己制造芯片。

以实现芯片自主为方向,薄弱环节可先借助外力

由于物联网的应用不像手机要包含众多功能那么复杂,例如智能音箱,人们和它说话,它能够对话就行了,不需要键盘,也不需要屏幕,这种物联网芯片就可以很简单。而且在现在的技术条件下,芯片产业里,人们不用凡事完全从头做起,用已经设计好的design IP(设计知识产权)模块或已经设计好的电路拼在一起,就可以拼出一个新的、具有特定功能的芯片来。

据介绍,RISCV指令集的发明人已成立了一家专门卖现成做好的IP的公司,叫SiFive(第五代硅)。该公司还在中国成立了一家由中方控股的合资公司——赛昉科技,预计未来将培养100家产品公司。

今年全国两会上,全国政协委员、全国工商联副主席、香港恒基兆业集团主席李家杰在提案中建议,加速推进RISC-V开源芯片生态建设,打造国家芯片创新高地,助力数字新基建。李家杰本人也入股了赛昉科技,是它的大股东;赛昉科技的另一位控股股东格兰士则宣称,格兰士未来所有的家电都将采用RISCV架构下的全国产芯片,操作系统全部采用免费的linux

“这样,到了物联网时代,人们有望看到芯片架构和操作系统都是免费的。”谢志峰乐观地告诉记者。不过他也强调,虽然未来中国的芯片有望不再受制于人,实现这个预期仍离不开长期艰苦的努力。“要以实现芯片自主为方向,但在薄弱环节可先借助外力。经过全面研发,10年、20年以后,我们可能在有些领域达到世界领先。这需要有愚公移山子子孙孙做下去的精神。”谢志峰表示。

(相关报道见06版) 

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