《電子技術(shù)應(yīng)用》
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沒有山寨貨?CPU 有多難制造?

2019-06-22
關(guān)鍵詞: CPU 半導(dǎo)體 處理器

  無論在我們?nèi)粘I钪械哪膫€領(lǐng)域,山寨貨都不算少,但也有些東西鮮有山寨比如CPU,這么大的利潤空間,為什么這么多年還是沒有山寨貨,CPU真的很難制造嗎?

  為什么市面上沒有山寨CPU賣

  以前還真有山寨CPU 但被專利法律所制裁

  90年代,祖國寶島半導(dǎo)體發(fā)展初期,以聯(lián)華電子為首的臺企半導(dǎo)體就是靠山寨起家,聯(lián)華電子當(dāng)年就是靠著山寨了任天堂fcsfc世嘉md等主流游戲機的cpu,養(yǎng)活了龐大的大陸市場山寨游戲機產(chǎn)業(yè),對,你我的童年都有它的影子存在,小霸王、文曲星等使用的UMC的6502 CPU。

  據(jù)坊間傳聞,由臺企半導(dǎo)體曾經(jīng)拿著山寨貨去與日企原廠競爭,最后敗北而歸。

  除此之外,聯(lián)華電子還將魔爪伸向了 Intel 486 CPU,也就是 UMC green x86,聯(lián)華電子改進芯片耗能后,美其名曰“臺灣歷史上第一顆自行設(shè)計的 x86 處理器”,并且聯(lián)華電子很作死的在未經(jīng)英特爾授權(quán)的情況下公然將其上市售賣。

  這件事情直接導(dǎo)致美國政府開始制裁臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),為此雙方展開了曠日持久的知識產(chǎn)權(quán)訴訟,最終面對一些列知識產(chǎn)權(quán)訴訟和政府壓力,迫使臺灣省政府在1999年設(shè)立智慧產(chǎn)權(quán)保護法和部門,至此臺企半導(dǎo)體的山寨歷史算是正式結(jié)束。

  當(dāng)時任職臺灣內(nèi)政部長的吳伯雄,潛心鉆研國內(nèi)外的著作權(quán)法,并且在1992得以立法落實。

  但山寨這件事情似乎是一個地區(qū)半導(dǎo)體起家的畢竟之路,日企以及東歐國家的半導(dǎo)體企業(yè)也曾山寨過CPU,比如著名的68000。

  制造CPU還很麻煩 很花錢

  CPU很貴,所以造價自然不會低,一片晶圓從晶圓廠買來,只有光板一片,并且表面一般還有幾微米的外延層,當(dāng)然從晶圓到CPU,它還需要經(jīng)過數(shù)百步工序。

  大家都知道光刻機這個東西,只能從荷蘭買,雖然貴到不行,但是還得排隊,并且在光刻曝光這一道工序完成以后,還得做對準(zhǔn)檢測、尺寸檢測等工序,萬一出現(xiàn)輕微偏差,就得去掉光刻膠重新來,這一道道工序都是錢。

  然后是刻蝕,這就是需要在硅或者其他層做圖形,也就得用各種等離子或者化學(xué)試劑刻蝕材料,需要精準(zhǔn)控制,并且需要注意,晶圓上每一個晶體管和連線都得在同一個工廠完成,萬一有一步工序出現(xiàn)偏差,那么只能報廢重來,這消耗的都是真金白銀。

  除此之外CPU重要的環(huán)節(jié)還有研磨、清洗、注入/擴散、量測等等,所以CPU會賣的很貴,強大的基礎(chǔ)研發(fā)實力也不是一般廠家所能具備。

  自主研發(fā)才是正道

  目前國產(chǎn)的CPU與一線產(chǎn)品的差距雖然存在,但進步也是十分明顯,以龍芯為例,這種其實意義是最大的,從下到上都是自主設(shè)計,指令集也勉強算是自主的,并且現(xiàn)代CPU架構(gòu)下指令集的差異性已經(jīng)不大了,所以龍芯的未來肯定會越來越好。

  除了自主設(shè)計以外還有一種是使用用開源的硬件方案的,代表類型有SPARC架構(gòu)下的一些CPU,比如神舟飛船上用的就是這類或者另一種是直接買別人的硬件方案,這了指的是買了全套東西的那種,代表類型有alpha架構(gòu),也就是申威系列,太湖之光用的,但這類并不適合民用。

  還有一種情況就是拿別人的授權(quán),然后生產(chǎn)CPU的,代表類型是華為海思這種,拿到ARM的授權(quán),然后重新設(shè)計,從商業(yè)化的角度來看,這條路是最好走的,比較容易。

  兆芯近日發(fā)布了首款主頻高達3.0GHz的國產(chǎn)處理器,共兩款:開先KX-6000與開勝KH-30000系列處理器,新處理器將CPU,GPU與芯片組封裝至單個芯片內(nèi),體積小巧,高性能與低功耗特點集合為一,在臺式機,超極本以及服務(wù)器方面將會有非常廣泛的用途。

  自主CPU為什么這么難?供需平衡才管用

  從中興芯片被美帝禁運開始,半導(dǎo)體行業(yè)被更多的重視起來,自主CPU為什么就這么難?

  梁寧表示:“只要搞定知識產(chǎn)權(quán)問題,選擇技術(shù)路線,找會干的人,投入干,CPU/芯片就能夠做出來。搞不定的依然是操作系統(tǒng)。差距大的依然是生態(tài)。”

  但是也有很多反對的聲音此起彼伏,“方舟Bug無數(shù),貼錢別人也未必愿意用”,“開不完的會、買不完的設(shè)備、包裝慨念攢項目,套取課題經(jīng)費”…

  目前,半導(dǎo)體從業(yè)者首先要面對的問題是東西做出來了,沒人用。技術(shù)能夠攻下了CPU,卻攻不下已經(jīng)形成多年的商業(yè)生態(tài),目前為止市場上的主流廠商和廣大消費者已經(jīng)習(xí)慣了基于英特爾X86架構(gòu)的CPU+Windows操作系統(tǒng)和Office辦公軟件的產(chǎn)品組合。而“中國芯”公司,眾志、方舟和龍芯卻要自己做完硬件。

  龍芯中科甚至表示政府應(yīng)該適當(dāng)?shù)慕o國產(chǎn)芯片一定的保護政策,形成良性的市場法則以后再去和國外同行競爭。

  政策、人才能否帶來好未來?

  目前受到國際貿(mào)易摩擦等多方因素的影響,無論政策還是資本以及外部產(chǎn)業(yè)環(huán)境對國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)來說都是最好的時代,半導(dǎo)體芯片行業(yè)的競爭從來都很殘酷,即使回望從90年代中期以來的自主芯片研發(fā)和推廣,也能明顯看出這是一場道路曲折的悲壯探索,但五千年來中國人早已養(yǎng)成不屈不撓的拼搏精神,縱然前路布滿荊棘,但必欣然往之。

  最后借用一句古語送給所有為半導(dǎo)體事業(yè)奉獻的人才也送給整努力拼搏的你,道阻且長行將則至


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