《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Intel為展訊代工 國(guó)產(chǎn)CPU任重道遠(yuǎn)?

2017-03-07
關(guān)鍵詞: Intel CPU

日前,展訊通信在2017世界移動(dòng)通信大會(huì)上,發(fā)布了基于英特爾先進(jìn)的14納米制程工藝,內(nèi)置2.0GHz高性能的英特爾架構(gòu)處理器,支持5模CAT  7通訊、超高清視頻播放、高分辨率屏幕顯示及高達(dá)2600萬(wàn)像素?cái)z像頭。

這款芯片最大的亮點(diǎn)在于是由全球掌握最先進(jìn)制造技術(shù)的Intel為這款芯片代工,而且是采用的是Intel目前最好的14nm制造工藝??梢哉f(shuō),展訊SC9861G-IA開(kāi)了Intel為中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司代工芯片的先河。那么緣何Intel愿意為中國(guó)芯代工,這是否意味著國(guó)產(chǎn)CPU崛起有望?

Intel有最好的制造工藝

Intel從過(guò)去鮮有為其他廠商代工芯片,一直以來(lái),雖然臺(tái)積電在芯片代工領(lǐng)域的市場(chǎng)份額獨(dú)占鰲頭,但在芯片制造工藝上,Intel始終掌握了最先進(jìn)的技術(shù)。舉例來(lái)說(shuō),雖然同樣是14nm制造工藝,三星的14nm制造工藝就和Intel的14nm制造工藝有不小的差距。據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示,由于存在指標(biāo)注水的情況,三星的14nm制造工藝與Intel的20nm制造工藝相當(dāng)。

雖然臺(tái)積電的16nm制造工藝也存在注水的情況,但水分要比Intel的小,而這也是三星代工的14nm制造工藝的蘋(píng)果A9處理器不如臺(tái)積電的16nm制造工藝的原因。然而,Intel即便有最好的制造工藝,但其的代工業(yè)務(wù)規(guī)模很小,前Intel發(fā)言人Jon  Carvill也曾表示:Intel的目前的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)自己的產(chǎn)品,而非競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

Intel曾經(jīng)獨(dú)霸天下

如今Intel一反常態(tài)開(kāi)始幫助展訊代工芯片,其中的原因既和Intel的發(fā)展經(jīng)歷有關(guān),也是芯片行業(yè)壟斷化競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。一直以來(lái),Intel在半導(dǎo)體制程工藝上都具有較大優(yōu)勢(shì)。這也為Intel在PC市場(chǎng)與AMD的競(jìng)爭(zhēng)中帶來(lái)基礎(chǔ)。在奔騰四追求畸形的高頻低能時(shí)代,Intel主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是AMD,競(jìng)爭(zhēng)核心是純粹的CPU性能。

在吃夠了奔四的虧以后,Intel洗心革面在當(dāng)年設(shè)計(jì)極為出色的P6架構(gòu)(比如奔III的圖拉丁核心)基礎(chǔ)上衍生出了迅馳以及酷睿等成功產(chǎn)品,不僅在CPU性能上壓倒性超越AMD,并且逐漸整合了北橋,南橋,集成顯示核心等。

這個(gè)過(guò)程中,一系列第三方接口芯片商,顯示核心商徹底失去了市場(chǎng),一臺(tái)最簡(jiǎn)化的電腦可以只剩下Intel的CPU+集成電源管理芯片(如AXP系列)+無(wú)線芯片+RAM+存儲(chǔ)(SSD/eMMC)+音頻/觸摸/顯示控制等少數(shù)幾塊芯片。

但就在Intel獨(dú)霸電腦芯片,以為即將大功告成的時(shí)候,ARM的異軍突起帶來(lái)顛覆性時(shí)代。ARM雖然只是一個(gè)只授權(quán)不生產(chǎn)的企業(yè),但是和Intel的競(jìng)爭(zhēng)卻是Intel+CISC架構(gòu)+Wintel聯(lián)盟+桌面/筆記本電腦  與 ARM+RISC架構(gòu)+Linux衍生系統(tǒng)+智能手機(jī)/平板(移動(dòng)設(shè)備)之間的較量。

放棄ARM業(yè)務(wù)棋差一招

Intel很失敗的一步,就是自己主動(dòng)放棄ARM業(yè)務(wù)(XScale),給了ARM陣營(yíng)難得的爆發(fā)期。ARM7是ARM有今天的第一功臣,完整的指令集,小巧的架構(gòu),即使沒(méi)有MMC單元,也能配合uClinux搭建極為精簡(jiǎn)的嵌入式系統(tǒng),開(kāi)發(fā)難度和門(mén)檻都極低,再加上半導(dǎo)體工藝,功耗,液晶顯示,存儲(chǔ)技術(shù)恰逢其時(shí),伴隨著各種移動(dòng)設(shè)備,ARM7如同當(dāng)年經(jīng)典的8051一樣全面開(kāi)花,在極短時(shí)間內(nèi)就培養(yǎng)出龐大的生態(tài)圈。可以說(shuō),當(dāng)Intel好不容易懟過(guò)AMD,卻發(fā)現(xiàn)整個(gè)CPU領(lǐng)域陷入了ARM洪水。

移動(dòng)設(shè)備的涵蓋面,包含并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電腦的范圍,原本和電腦不太搭邊的移動(dòng)通信技術(shù),高精度成像技術(shù),各種運(yùn)動(dòng)/姿態(tài)/定位傳感器技術(shù)等,高精度顯示和觸摸,電磁筆等都成了標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)涵蓋面之內(nèi),而這些技術(shù)的鏈接核心是移動(dòng)設(shè)備(手機(jī))而不是電腦,Intel在電腦領(lǐng)域打下來(lái)的優(yōu)勢(shì),反而成了揮之不去的劣勢(shì)。因此Intel從電腦時(shí)代獨(dú)霸的角色,成了移動(dòng)設(shè)備時(shí)代必需與人合作的角色。

面對(duì)ARM沖擊不得不與中國(guó)公司合作

在此情形下,合作是大勢(shì)所趨,問(wèn)題在于,IC領(lǐng)域經(jīng)歷過(guò)混戰(zhàn)幸存到現(xiàn)在的企業(yè),基本上都是Intel的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。電子行業(yè),半導(dǎo)體行業(yè)有龐大的世界級(jí)代工企業(yè),就是這種競(jìng)爭(zhēng)下的產(chǎn)物,代工企業(yè)單純代工,不做自有品牌,不構(gòu)成直接競(jìng)爭(zhēng),這樣才能有占據(jù)市場(chǎng)份額,比如臺(tái)積電。

英特爾CEO科再奇(右)和紫光集團(tuán)董事長(zhǎng)兼總裁趙偉國(guó)

但作為強(qiáng)悍的IDM廠商的Intel  顯然不是單純的代工廠,這就是Intel難以給第三方代工的重要因素。而展訊卻是少有的和Intel互補(bǔ)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè),所以才有合作的基礎(chǔ)。因此2014年Intel投資15億美元給紫光旗下的展訊和瑞迪科,并授權(quán)其使用x86架構(gòu)處理器,于是Intel為展訊代工也就水到渠成了。

中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司流片渠道脆弱

對(duì)于國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的CPU,臺(tái)積電是有限制的,自主設(shè)計(jì)的CPU都只能找代理去流片。加上中芯國(guó)際很多設(shè)備采購(gòu)自國(guó)外簽了一大堆限制性條款,龍芯在境內(nèi)代工的芯片對(duì)其代工廠也只能模糊的說(shuō)是境內(nèi)代工。

這很大程度上限制了國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)CPU公司的成長(zhǎng)和發(fā)展。雖然中資收購(gòu)了法國(guó)Soitec公司部分股份后,Soitec公司承諾中方的IC設(shè)計(jì)廠商能夠通過(guò)格羅方德和三星的代工廠來(lái)獲得使用FD-SOI技術(shù),同時(shí)Soitec公司還承諾如果未來(lái)中國(guó)大規(guī)模采用了這個(gè)技術(shù),需要多少晶圓都可以提供。

也就是說(shuō),中方的IC設(shè)計(jì)廠商能夠使用能夠通過(guò)格羅方德和三星的代工廠來(lái)獲得使用FD-SOI技術(shù)——中國(guó)CPU可以找格羅方德和三星來(lái)代工,但這畢竟還是一個(gè)畫(huà)餅,而且格羅方德和三星也開(kāi)始轉(zhuǎn)向FINFET技術(shù),F(xiàn)D-SOI技術(shù)也存在成本偏高的問(wèn)題。 

而最近小米發(fā)表的澎湃S1也采用Hpc+工藝流片,那這很可能是臺(tái)積電的工藝,由臺(tái)積電代工。而非過(guò)去猜測(cè)的中芯國(guó)際。因此,Intel為中國(guó)芯代工,這是不僅可以使國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司獲得最好的制造工藝,也能擴(kuò)寬國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司的流片渠道。 

國(guó)產(chǎn)CPU何時(shí)崛起

目前,手機(jī)芯片基本被ARM壟斷,PC和服務(wù)器基本被Intel壟斷,這其中不僅僅是Intel和ARM芯片性功功耗優(yōu)異的因素,還有其成功的商業(yè)模式,以及國(guó)外企業(yè)從半導(dǎo)體原材料、半導(dǎo)體設(shè)備、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封裝測(cè)試整條產(chǎn)業(yè)鏈的巨大優(yōu)勢(shì)。 

光刻機(jī)

目前,在半導(dǎo)體設(shè)備上,國(guó)內(nèi)的高端光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口,只有部分封裝設(shè)備和刻蝕機(jī)可以自己生產(chǎn)。在原材料上很多也是依賴國(guó)外企業(yè),像用于制造CPU的晶圓,5大廠中沒(méi)有一家是境內(nèi)公司,很大程度上也是依賴進(jìn)口。在IC設(shè)計(jì)上,國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的龍芯、申威更多用于超算、安全、裝備、網(wǎng)安以及一些嵌入式應(yīng)用,在市場(chǎng)上的手機(jī)、PC、服務(wù)器上非常罕見(jiàn),國(guó)內(nèi)大多數(shù)IC設(shè)計(jì)公司都是購(gòu)買(mǎi)ARM的CPU授權(quán),或者購(gòu)買(mǎi)IBM、AMD、VIA的技術(shù)授權(quán)。

申威26010,用于神威太湖之光

在晶圓代工上,中芯國(guó)際去年才掌握28nm  hkmg工藝,而且良率還存在一定問(wèn)題,而臺(tái)積電的16nm已經(jīng)量產(chǎn)快2年了,技術(shù)差了2代,和Intel比的話差距更大。唯獨(dú)在封裝測(cè)試上,境內(nèi)企業(yè)和境外企業(yè)的差距較小,估計(jì)到2020年基本可以追平境外企業(yè)的技術(shù)水平。

因此,中國(guó)芯要想崛起,國(guó)產(chǎn)CPU要想進(jìn)入千家萬(wàn)戶,不是像從事自主CPU設(shè)計(jì)的龍芯、申威,從事CPU代工的中芯國(guó)際,從事封裝測(cè)試的長(zhǎng)電科技,從事半導(dǎo)體設(shè)備制造的中微半導(dǎo)體、上海微電子等幾家企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)的。必須有賴于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)力。

總而言之,國(guó)產(chǎn)CPU要想趕超Intel依舊任重道遠(yuǎn)。


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