中國芯片奮力前行,各出奇謀打破芯片工藝限制,西方驚呼不可能
國產芯片受制于先進工藝的限制,一直是國產芯片之痛,不過在如此情況下國產芯片并沒有止步不前,而是從多方面打破芯片工藝的限制,這兩年所取得的突破讓西方吃驚,它們驚呼無法相信中國芯片能做到如此地步。
在芯片產業鏈方面,中國正加速完善國產芯片制造產業鏈,集中力量突破芯片制造的最后環節--光刻機,預計光刻機技術最快年內將達到14nm,如此全國產化的14nm工藝將變成現實,中國也成為全球唯一一個擁有芯片制造全產業鏈的國家,而荷蘭的ASML生產光刻機卻是需要在全球多國采購元件。
基于現有的芯片制造工藝,中國芯片企業研發了芯片堆疊技術并已獲得了專利,如此可以通過堆疊技術將14nm工藝生產的芯片性能提升至接近7nm,這項技術預計明年就能實現商用,這將解決國內芯片工藝受限的問題。
中國還在積極推動芯片設計技術的變革,基于開放的RISC-V架構研發性能更強大的國產芯片,目前國產芯片基于RISC-V架構的芯片已基本占領物聯網市場,正推動RISC-V架構進入PC處理器和服務器芯片市場,將徹底替代ARM架構,也正是在中國芯片的力推下,RISC-V架構已與X86和ARM形成三足鼎立之勢。
在GPU芯片方面,國產芯片再次證明了通過芯片核心架構的設計,即使采用落后的工藝,也能達到世界領先水平,近期墨芯推出的國產GPU芯片以國產的14nm工藝生產,在部分性能指標方面就已達到NVIDIA的水平。
通過芯片核心架構的升級提升性能其實并非虛妄,而是有事實例證,這方面蘋果做得最好。蘋果向來是獲取ARM的指令集授權,自行設計核心架構,由此它的A系處理器向來領先安卓處理器兩代,近期的A16處理器在沿用了5nm工藝的改良工藝N4工藝,通過核心架構的升級就大幅提升了性能20%。
蘋果的M系處理器更是進一步凸顯出核心架構設計的重要性,一直以來ARM架構都被指功耗低伴隨著性能低的弊病,由此ARM處理器一直無法威脅Intel,2020年蘋果開發的M系處理器一舉將性能提升至與當時的Intel的11代酷睿i7處理器相當,打破了ARM架構的性能桎梏,同時功耗仍然遠低于Intel的X86處理器。
中國芯片力推的RISC-V當初的設計理念就是以成熟工藝生產性能更強的處理器的,如此來進一步降低芯片的生產成本,中國的阿里平頭哥在這方面已開始有所突破,它推出的RISC-V架構的PC處理器性能已達到較高水平,并已與合作伙伴生產出純國產的PC,證明了中國芯片正積極通過核心架構設計技術的升級來提升性能,擺脫芯片制造工藝對中國芯片的限制。
GPU芯片則是又一個證明,GPU芯片并沒形成全球通行的架構以及生態,因此國產GPU芯片得以更快突破,近幾年涌現的一批國產GPU芯片企業就已開發出性能強大的GPU芯片,這些GPU芯片都可以國產的14nm工藝生產,獲得較高的性能,可以預期隨著國產芯片在GPU芯片設計技術方面的進展,以國產14nm工藝生產的GPU芯片追上NVIDIA是完全有可能的。
可以說在美國的壓力下,中國芯片已進入噴發的階段,積極利用現有的基礎開發更先進的芯片技術,或許不久的將來,國產CPU和GPU都將開創一條新道路,擺脫此前全球芯片行業過于依賴芯片制造工藝提升芯片性能的路徑,推動全球芯片技術的變革。
