中国的半导体一直落后于欧美日等国家,这是一个公认的事实,但是很多人并不是很了解落后的原因,本文从设计和制造入手,深挖落后的真正原因,并预言其在未来的走势。
先说设计
有人说我们无法逆向,那么何为逆向?
所谓逆向,指的是通过对于最终产品的研究,最终实现自己能够生产同样的产品,甚至能够从中学习相关设计思想以及生产手段。目前最为成功的逆向就是J11系列,但是这不是电路设计。
在现代大规模集成电路领域,传统意义上的逆向根本无法完成,但是可以通过某些手段分析出目标电路的时序逻辑乃至设计思想,从而自己设计出具有相同功能和性能的模块。这个过程在电路设计阶段就可完成。X86并不是神秘的黑盒子,仅仅就逻辑和算法而言,真的不能算作秘密。
既然不是秘密了,那么为什么我们不制造?
这个问题也可以分成两个层面去回答。首先,没有任何人可以确认我们从没有制造过这样的CPU,不要说X86这样半公开的东西,哪怕是原代码都可能搞到。
目前一次流片的行价大概是二十万左右,这笔钱真的不算多。但这样的行为只能做不能说,即便是在内部也是保密的,更不要提及非电子行业人员了,因此,你看不到并不代表不存在。其次,即便是国内有能力制造这样的芯片,但其注定不能用于商业用途,龙芯就是这样一个例子,仅仅是微软想给龙芯做适应性研究,就被人告上法庭,更不要提大张旗鼓做广告了。再说了,如果某人真的财大气粗,一切都要私人定制,那么仅仅从技术和性能上来说,X86+Win真的不能说是最优选择,至少Unix+Power要更好一些。
再说制造
本人从事电路设计工作,对于制造也多多少少知道一些。也就言无不尽了。
还是分两部分,第一部分,国内情况如何。
目前集成电路的制造工艺已经非常成熟,在苏州这样一个小地方就至少有三家晶圆工厂(和舰,中芯,生纳园),而像北上广川渝就更多了,而目前除了CPU,RAM这两类芯片之外,其它比如网卡声卡等都不需要太高的制程,像那些只有几十平方毫米的芯片,120nm就足够应付了。而对于广泛应用的模拟芯片,几乎没有制程的概念。鄙人不才,只在两年前看到过90nm的生产线,至少能够确认其中有国产的光刻机。后来听说国产光刻机能够达到45nm,这个我就不是很了解了。
第二部分,为何大众认知和现实有如此之大大的差距
这里就涉及到了大众传播学,在网上我们呢往往看到的是这样的照片
R9-290x核心
XILINX VIRTEX
Altera StraTIx
这些最引人注目的芯片都是made in USA MALAY TAIWAN,而这都是所谓的大芯片,通常都会由足够大的空间写明相应的参数,而只有几十平方毫米的小芯片,基本上只在包装箱上写明参数,作为最终用户显然看不到,他们也没有这样的兴趣去看,所以,经过这种有意无意的选择性传播,我们眼中的只剩下了美国制造,马来西亚制造,台湾制造。
确实,我国的差距还有很大,我国电子工业还有很长的路要走。而这里的差距简直不忍直视。
首先,我必须亮明自己的观点,任何技术进步,往往都是由广大从业着中的顶尖人才所推动,因此,一个产业的精英培养路线直接影响此产业的技术变革与创新。
依照这几年的从业经历来看,我国的精英培养路线基本上属于“人杰地灵”,即一些发达地区贡献精英群体,无论是在自科和社科方面,精英团体基本上都有同乡关系。而美欧的精英培养更多属于“龙生龙,凤生凤”,很容易形成家族垄断,比如政治上有名的肯尼迪家族,布什家族,还包括美欧大学普遍实行的推荐制度,所以他们的精英团体普遍有亲戚关系。
这也就能够说明一个问题,在我国,天才的成长被认为是更多在于后天因素。比如电子行业,基本上只有上了大学之后才开始接触到相关知识,而课堂上的内容只是为了应付考试,真正的牛人都是自学成材,一个好的学校环境能够加速他们成才的概率,而家庭因素被降低到最小。但在美欧呢,政治家的孩子从小就和政治打交道,音乐家的后代从小就开始d琴唱歌,电子计算机专家的孩子从小就开始编程,比如众议员巴菲特的孩子巴菲特,IBM执行董事的孩子比尔盖茨。也正因此,当我国的未来精英们在20-30岁的时候还在从基础开始时,西方的精英已经想着怎样敢叫天地换容颜了。同样的道理在电子这一行业被严重放大。
我国的电子行业很年轻,一些比较大的集成电路企业基本上都是00后,平均年龄不到十岁,这些公司的创始人有的是从海外留学归来,有的是从事业单位分流出来,这些企业普遍缺人缺钱缺经验,生存就已经很艰难了,更不要提反馈学校贡献社会。而我们的大学由于缺乏市场的刺激,所以也缺乏改变的动力,所以才会出现考得不用,用的不考这样的现象。比如VS6.0,matlab7,VHDL之类的,简直是无语。由于美国人巨大的领先以及无法撼动的话语权,我们只能仰望人家。为什么说国内码农不值钱,因为你掌握的知识不值钱。同样,为什么国外的码农很值钱,因为人家掌握的知识很值钱,而这意味着200k与4k,或者GHz与MHz之间的差别。
其次,国内的精英们往往大学之后才开始接触此行业,而这种所谓的接触,只是会用电脑而已,比如装系统,office之类的。 而且课堂上的知识陈旧乏味,只能通过自学成材,再通过进一步的深造开始成才之路,而当他们真正开始实践时,往往已经三十多岁,已经错过了锐意进取,思维膨胀的阶段。
国外的精英往往从小就接触到相关知识,并且在家庭的辅助下很早就能够真刀真q上阵。由于美国的巨大领先,电子行业的领导公司基本上都在美国,所以美国人能够接触到世界上最领先的技术和概念,站在巨人的肩膀上自然就起点高。但国内众多的从业者基本上只能从零开始,一步一步的摸索,逐渐建立自己的产权和体系,乃至人才培养流程。
而这,就是大众教育和精英教育的区别。 大众教育往往能够培养众多合格的工程师,精英教育能够把天才的后代进一步培养成天才。美国人引领了众多产业变革,获得了最多的喝彩,但中国人以最快的速度吸收美国人的创造,然后以量取胜,走自己的路,让别人无路可走。而目前,我国也正逐步探索精英教育和大众教育相结合,相信不久之后会产生可喜的变化。
我这样说并不是一句空话,目前在国内已经发生了一些变化
还是那些半导体企业,由于其已经在市场上取得了认可,生存问题基本得到了解决,他们有财力去聘请国外的牛人,也有闲情和高校进行合作,通过将先进的培养流程和技术引入大学,使得年轻的大学生们不用再摸着石头过河,而是直接到社会上进行竞争,而这样的一批人必然会受到市场的欢迎,而进一步影响大学的教育。就拿鄙人的母校,一个在深山沟里的默默无闻的学校,这两年分别有教师到企业中接受三年的培训,等到他们回来之后,基本上就攒够了整个半导体产业链上全部的人才,从而能够给一些积极分子提供更大的平台。
而随着前些年出国留学的人们逐渐成才,他们即便是不归国,但仍然能够给国内打开一扇窗,让我们这些人能够看到国外究竟是个什么样子,比如在知乎上就有很多这样的人来答疑解惑。那些归来的真正人才,他们一个人的能量往往能够抵得上五十甚至一百个国内普通工程师,刚才说到过,一个UCB的大牛让公司的技术进步了整整两代,就在于他打通了最后一个关节点,一通百通。而当一个中国本土公司能够向国际顶尖企业叫板时,往往更能网罗人才。
十年之前,我们只能够组装电脑,现在,我们能够设计电脑,而十年之后,我们能够定义电脑。
我国拥有电子行业全部的产业链,从设计到制造全部能够从国内完成,即便是哪天美国禁止向我国出口半导体产品,那么我国完全可以建立一套自己的体系,而这套体系现在正在运转和改良,如果哪一天传出了我国在半导体行业领先的新闻,请不要惊讶。
最后,以任正非先生的一段讲话结束全文
“我们还是要用供应商的芯片,主要还是和供应商合作,甚至优先使用它们的芯片。我们的高端芯片主要是容灾用。低端芯片哪个用哪个不用这是一个重大的策略问题,我建议大家要好好商量研究。如果不用供应商的系统,就可能是我们建立了一个封闭的系统,封闭系统必然要能量耗尽,要死亡的。我们刚讲人力资源封闭系统,能量耗尽,一定要死亡的,技术系统也不能做封闭系统。”
“对海思的定位,它肯定是一个重要的体系,但是自恋情节不能取,我刚开始来就说闭合系统,如果海思有自恋,要求做的东西我们一定要用,不用的话就不光荣,那就是一个闭合系统。我们总有一天能量耗尽,就会死亡,所以我们要做开放系统。”
“我们在价值平衡上,即使做成功了暂时没有用,还要继续做下去。我们可能坚持做几十年都不用,但是还得做,一旦公司出现战略性的漏洞,我们不是几百亿美金的损失,而是几千亿美金的损失。我们公司今天积累了这么多的财富,这些财富可能就是因为那一个点,让别人卡住,最后死掉。少林寺还可以有CEO,和尚也可以云游的,但是庙需要定在那里,这是公司的战略旗帜,不能动掉的。”
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