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前沿導(dǎo)讀北大國(guó)家發(fā)展研究院的教授黃益平 ， 在訪談中表達(dá)了自己對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的看法 。 他認(rèn)為 ， 如果美國(guó)不賣給我們半導(dǎo)體芯片 ， 我們的技術(shù)是很難發(fā)展的 。 過(guò)去的時(shí)代發(fā)展 ， 都會(huì)讓我們覺得我們的華為排名多少了 ， 我們的中心力量全球排名第幾了 ， 就感覺我們已經(jīng)走到了世界科技的前沿上面 。
但事實(shí)上我們并沒有那么厲害 ， 還有很多核心技術(shù)沒有突破 ， 我們還沒有達(dá)到可以趕英超美的時(shí)期 ， 這對(duì)于我們的科技行業(yè)來(lái)說(shuō)是個(gè)提醒 。
國(guó)產(chǎn)芯片的基礎(chǔ)黃教授的話不算對(duì) ， 但是也不完全算錯(cuò) 。 在國(guó)產(chǎn)芯片技術(shù)沒有發(fā)展起來(lái)之前 ， 中國(guó)市場(chǎng)一直都是以采購(gòu)海外國(guó)家的芯片為主 。 在發(fā)展自主技術(shù)的過(guò)程中 ， 也都是也是采用了美國(guó)的基礎(chǔ)架構(gòu)為發(fā)展地基 ， 在此之上進(jìn)行國(guó)產(chǎn)技術(shù)的替代 。
拿中科院胡偉武博士主導(dǎo)的龍芯項(xiàng)目舉例 ， 龍芯是國(guó)內(nèi)在通用CPU領(lǐng)域的一線水平 ， 并且也是擁有最高權(quán)限的自主可控 。
根據(jù)龍芯負(fù)責(zé)人胡偉武博士在2001年10月發(fā)表的《我們的CPU》一文中 ， 回憶了當(dāng)初國(guó)家發(fā)展龍芯項(xiàng)目的整個(gè)歷史過(guò)程 。 2000年初開始進(jìn)行預(yù)研發(fā) ， 同年11月正式開始組建團(tuán)隊(duì)攻克技術(shù)難題 。
當(dāng)時(shí)的策略是采用精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)和MIPS兼容 ， MIPS是美國(guó)發(fā)起的開源架構(gòu)技術(shù) 。 之所以采用MIPS指令集 ， 主要是考慮在MIPS公司的80多項(xiàng)技術(shù)專利中 ， 有76項(xiàng)將會(huì)在2002年左右失效 ， 會(huì)失去國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù) 。
因此龍芯可以在后續(xù)的發(fā)展當(dāng)中 ， 利用已經(jīng)失去專利保護(hù)的美國(guó)開源技術(shù) ， 來(lái)達(dá)到開發(fā)通用CPU的目的 。
在通用CPU領(lǐng)域 ， 基本上已經(jīng)被英特爾的x86架構(gòu)完全壟斷 。 盡管后來(lái)蘋果公司用arm架構(gòu)的芯片搶占了一定程度的市場(chǎng)份額 ， 但是英特爾的x86架構(gòu) ， 依然占據(jù)著全球通用CPU領(lǐng)域的絕對(duì)市場(chǎng)份額 。
龍芯依靠美國(guó)MIPS的技術(shù)起步 ， 發(fā)展了很多年 ， 也推出了許多款通用CPU型號(hào) ， 但是在消費(fèi)市場(chǎng)領(lǐng)域 ， 依然繞不過(guò)美國(guó)企業(yè)建立的專利壁壘 。
2009年 ， 龍芯團(tuán)隊(duì)向MIPS公司購(gòu)買了相關(guān)的專利授權(quán) ， 從而順利的打開了消費(fèi)市場(chǎng) ， 也為后來(lái)龍芯CPU開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的架構(gòu)和指令集奠定了基礎(chǔ) 。
迄今為止 ， 龍芯團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、集成電路設(shè)計(jì)這三個(gè)技術(shù)領(lǐng)域獲得了最高國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)的認(rèn)可 ， 這也標(biāo)志著龍芯CPU已經(jīng)成為了國(guó)際高水平的技術(shù)研究平臺(tái) 。
但是在發(fā)展速度極快的消費(fèi)市場(chǎng)上面 ， 龍芯的技術(shù)進(jìn)步還是相對(duì)比較緩慢的 ， 保持著一年或者兩年更新一代產(chǎn)品的速度 ， 這要比英特爾、英偉達(dá)這些主攻CPU、GPU設(shè)計(jì)的企業(yè)要落后很多 。
龍芯CPU存在的意義 ， 更多的是提供給國(guó)家信息安全、工業(yè)控制、航空航天等相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)備進(jìn)行使用 。
3a系列的龍芯CPU主打的是民用消費(fèi)市場(chǎng) ， 但是由于龍芯已經(jīng)將MIPS的指令集架構(gòu)全部替換為了自主技術(shù) ， 所以在生態(tài)上面存在一定的劣勢(shì) ， 這也是龍芯電腦遲遲無(wú)法大面積在民用階段推廣的重要原因 。
除了龍芯之外 ， 還有華為的麒麟芯片和鴻蒙系統(tǒng) 。
麒麟芯片在9000S系列之前 ， 一直都是公版的arm架構(gòu) 。
arm公司最早是由美國(guó)蘋果和英國(guó)艾康電腦合資的企業(yè) ， 目的是開發(fā)一套匹配蘋果電腦的軟硬件生態(tài) ， 來(lái)應(yīng)對(duì)微軟和英特爾組建的Wintel聯(lián)盟 。
后來(lái)喬布斯出走 ， 蘋果公司經(jīng)營(yíng)不善 ， 面臨巨額的虧損 。 蘋果公司又請(qǐng)回來(lái)了喬布斯主持大局 ， 喬布斯將蘋果持有的arm股份全部賣掉 ， 轉(zhuǎn)身開始研發(fā)iPod 。 依靠著iPod ， 蘋果公司逐步扳回一局 。
艾康電腦也因?yàn)楸籛intel聯(lián)盟沖擊 ， 經(jīng)營(yíng)不善面臨倒閉 ， 最終被軟銀集團(tuán)收購(gòu) 。 arm公司被軟銀重組 ， 將業(yè)務(wù)板塊定死在了芯片架構(gòu)的設(shè)計(jì)上面 ， 通過(guò)收取授權(quán)給企業(yè)的架構(gòu)IP服務(wù)費(fèi)進(jìn)行盈利 。
華為的麒麟芯片從k3v2開始 ， 一直到麒麟9000 ， 都是采用了arm公司提供的架構(gòu)授權(quán) 。 并且arm架構(gòu)在幾十年的發(fā)展中 ， 已經(jīng)與安卓系統(tǒng)深度綁定 ， 想要掌握自主可控的技術(shù) ， 需要將芯片的架構(gòu)和產(chǎn)品的底層系統(tǒng)全部推倒重來(lái) ， 并且兩個(gè)環(huán)節(jié)還需要同步進(jìn)行 。
arm與安卓的關(guān)系 ， 基本上就相當(dāng)于微軟和英特爾的Wintel技術(shù)聯(lián)盟 ， 已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) ， 除了蘋果能搶到一小部分市場(chǎng) ， 其他相關(guān)的中國(guó)企業(yè)完全沒有跟美國(guó)技術(shù)叫板的資格 。
國(guó)產(chǎn)芯片的發(fā)展龍芯的發(fā)展策略已經(jīng)很清楚了 ， 用美國(guó)的開源技術(shù)為基礎(chǔ) ， 在此之上進(jìn)行自主架構(gòu)和自主指令集的開發(fā) ， 從而一步步替換掉美國(guó)的MIPS ， 實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的龍芯架構(gòu) 。
華為的發(fā)展路線也是如此 ， 從麒麟9000S開始 ， 就已經(jīng)在逐步用自主架構(gòu)替換掉曾經(jīng)的公版arm架構(gòu)了 。
麒麟9000S在CPU部分 ， 采用了華為自研的一顆泰山大核、三顆泰山中核、四顆arm架構(gòu)的A510小核構(gòu)成 ， GPU部分則是換成了華為自研的馬良910 。
由于重構(gòu)了大核心和中核心 ， 所以麒麟9000S與兼容安卓系統(tǒng)的鴻蒙4沒有達(dá)到很好的兼容度 ， 再加上新麒麟芯片均支持超線程技術(shù) ， 以犧牲功耗的代價(jià)來(lái)?yè)Q取更高的性能 ， 所以搭載麒麟9000S芯片的華為mate60系列 ， 存在發(fā)熱嚴(yán)重的情況 ， 整體的使用體驗(yàn)欠佳 。
包括后來(lái)的麒麟9010 ， 只是在麒麟9000S的基礎(chǔ)上進(jìn)行小幅度調(diào)整 ， 采用了一顆泰山超大核、三顆泰山大核、四顆arm架構(gòu)的A510小核構(gòu)成 ， GPU依然是華為的馬良910 。
到了麒麟9020這一代 ， 華為將CPU部分全部進(jìn)行了自主技術(shù)的泰山核心重構(gòu) ， 將之前的A510小核更換成了泰山小核 ， 實(shí)現(xiàn)了全部的CPU架構(gòu)自研 ， 并且還直接推出了比較成熟的鴻蒙next系統(tǒng) 。
在mate70系列這一代當(dāng)中 ， 鴻蒙next的功耗和性能釋放來(lái)到了一個(gè)全新的水平線 ， 芯片與操作系統(tǒng)的融合也達(dá)到了平衡 。 由于鴻蒙next系統(tǒng)幾乎是重構(gòu)了整個(gè)軟件生態(tài) ， 所以在軟件的底層代碼和各項(xiàng)功能上面 ， 沒有安卓軟件那么臃腫 。
從某種意義上面來(lái)說(shuō) ， 華為是第一家打破安迪比爾定律的企業(yè) 。 曾經(jīng)蘋果聯(lián)合IBM和摩托羅拉 ， 打算對(duì)抗一下Wintel聯(lián)盟 ， 打破英特爾和微軟制定的安迪比爾定律 ， 但最終還是失敗了 。
國(guó)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展 ， 基本都是需要依靠美國(guó)建立起來(lái)的技術(shù)基礎(chǔ) 。 美國(guó)在微電子產(chǎn)業(yè)有著其他國(guó)家無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì) ， 從晶體管到集成電路 ， 從集成電路到光刻和刻蝕工藝 ， 都是美國(guó)企業(yè)在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展 ， 這個(gè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)是其他企業(yè)所不具備的 。
并且先發(fā)優(yōu)勢(shì)可以申請(qǐng)大量的技術(shù)專利 ， 以此來(lái)形成一套受到法律保護(hù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)護(hù)城河 。 想要在行業(yè)內(nèi)獲得技術(shù)發(fā)展 ， 除非從頭開發(fā)一種設(shè)計(jì)語(yǔ)言 ， 不然根本繞不過(guò)美國(guó)的專利壁壘 。
【北大研究院教授坦言：美國(guó)不賣給我們芯片，中國(guó)技術(shù)是很難發(fā)展的】唯一的辦法 ， 就是用海外的開源架構(gòu) ， 在此之上進(jìn)行自主技術(shù)的發(fā)展 ， 這也是目前國(guó)產(chǎn)技術(shù)的主流發(fā)展方案 。
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