关于现在中国智能制造领域方面,在全世界的一个水平上面,领域上面看得出中国一直在不断的发展自主的科技,中国自主研发的天问1号火星探测器,在今年夏天顺利发射,这不难看得出,中国制造随着时间的发展会越来越强大,越来越受到更多人的关注。那么关于最近华为公司作为被美国受到挟持的主要对象,华为既然可以自主研发芯片,为何如今却被美国卡了脖子?其中的原因主要有以下几点。
一、华为公司的自主研发芯片是在美国公司所发布的各种基础架构上面进行自主研发。首先就是关于华为公司自主研发的芯片,是根据美国ARM公司向全世界芯片制造产业公布的一个公版架构a78a77等等,所以基于这样的一个架构上面华为自己设计自己的一个架构芯片。但美国以利用这些公司的名名义为由限制这些公司,不再向华为提供这样的一个技术便利我也不再使用这些技术,所以华为就不能进行自主生产自己所设计的芯片。所以这一次华为的一个芯片上面会被美国卡脖子的原因也正在这里。
二、美国的制造业位居全球第一。美国的制造业位居全球第一,这是不容置疑的,特别是美国的一个芯片制造行业。基本上除了日本还有韩国的行业半导体较为发达的一些领域,或者公司能够和美国进行抗衡,没有任何一家公司可以抗衡美国的这些半导体芯片制造公司,所以这也是中国华为公司在芯片生产上面会被美国进行卡脖子的原因也正在这里。
三、其他给华为提供各种技术便利的公司,很多都是来自于美国,都拥有着美国所使用的一些技术。最后就是给华为提供的一些便利技术的公司,这些公司依旧背后都有着美国的一个支持或者技术应用,所以其他公司不得不对自己的公司利益而停止与华为进行合作。
华为新专利引各国热议
据报道,华为宣布成功拿下了石墨烯晶体管专利,该专利还涉及了半导体领域,而这些技术的出现标志着中国在芯片研究领域进入了一个新的阶段。
石墨烯晶体管在石墨烯芯片研发上更是起着至关重要的作用,它能够提高电子的传输速度,同时有效增加芯片元件和器件的输出电阻,从而最大限度地提高射频性能。并且石墨烯芯片其独特的结构可以让雕刻呈现立体样式,这也极大地增加了芯片性能,现在华为宣布这项技术专利申请成功,无疑是国产芯片一个崭新的开始。
石墨烯芯片意义重大
石墨烯芯片的出现很可能将会彻底推动我国在半导体芯片研发中更进一步,而这种技术被我国掌握,也将会成为我国与美国 科技 对决中的一个“重大武器”。要知道目前市面上最常见的传统芯片遵循着一个定律——摩尔定律,早在半导体芯片研发之后,研发芯片的工程师曾经出过预言,日后每隔18-24个月,集成电路上可容纳的元器件的数目增加一倍,性能也将提升一倍。
这一预言对于传统芯片来说好比是一个诅咒,这意味着当集成电路上可容纳的元件数目达到一定数值时,传统芯片便很难有发展的前景。而随后石墨烯晶体的发现给人们提供了一个新的思路,但将想法变为现实的过程十分艰难,美国截至目前为止依旧没有攻破这一技术。
半导体芯片将迎来改革
现如今中国除了已经掌握石墨烯技术外,2020年5月北大团队制造出了纯度高达99.99%的碳纳米管阵列,其运转速度相较国外更快、耗能更低,相比较之下整整减少了三成耗能。据悉,碳纳米管阵列因为其优秀的性能,可以在更多的领域应用,不仅在人工智能、卫星定位等方面可以起到重要作用,同时在医疗设备、国防 科技 方面也有很大的用处。
有专家预测这种载流子迁移率和稳定性更高的碳纳米管阵列很可能将会取代传统的硅晶片,而石墨烯材料的出现更是为中国芯片铺垫了基础,届时中国势必会成为该领域的领头羊。
虽然我国在芯片技术制造工业中与美国还有不可逾越的鸿沟,但是我国芯片研发技术一直名列前茅,此次华为成功掌握石墨烯晶体管制造技术,也进一步证明我国完全有实力反超美国,现在所需要的只是时间。相信随着越来越多技术的突破,中国在芯片制造业也会取得进展,届时我国将会建立属于自己的芯片产业链,美国也无法再利用同样的手段限制中国。
随着经济的快速发展,中国对芯片产业的重视程度超越以往。2015—2016年,中国芯片设计企业从736家猛增到1362家,2017年,国内芯片设计企业总数达1380家,在全球中占有的比率为14.5%。近年来,国家与企业加大对“中国芯”的投入,在芯片研发上取得了一些成绩,中国自主研发的“芯片”也相继问世。芯片是一个知识密集型产业,做芯片急不来,那么发展至今,国产的有代表的“芯片”有哪些?
1、中国第一枚通用CPU——龙芯
提起国产芯片,中国科学院计算所不得不提,龙芯中科研制的处理器产品包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列,涵盖小、中、大三类CPU产品。
龙芯1号是一款通用CPU,也是中国第一枚通用CPU。它采用的是RISC指令集,2002年8月10日,首片龙芯1号龙芯XIA50流片成功,龙芯1号的频率为266MHz。
2005年4月18日,龙芯2号研制成功,它的频率最高为1GHz,采用0.18微米的工艺,实际性能与1GHz的奔腾4性能相当,是龙芯1号实测性能的10到15倍。龙芯2号样机能够运行完整的64位中文Linux *** 作系统,全功能的Mozilla浏览器、多媒体播放器和Open Office办公套件,具备了桌面PC的基本功能。
龙芯3号系列包含龙芯3A和龙芯3B
龙芯3A的工作频率为900MHz~1GHz,是首款国产商用4核处理器, 峰值计算能力达到16GFLOPS。龙芯3B是首款国产商用8核处理器,主频达到1GHz,支持向量运算加速,峰值计算能力达到128GFLOPS,具有很高的性能功耗比。
龙芯不只是沉醉于实验室的“芯片产品”,它已经成功流片,并于2015年在中国发射的北斗卫星上应用。
龙芯产品在性能上与主流的CPU有差距,尤其在算力与功耗上,没法与英特尔的产品竞争,但随着国产研发实力的增强,未来提升空间很大,抢占国内市场不是不可能。
2、国内首款具有完全自主知识产权的GPU——JM5400
GPU一直是国内的一块“芯病”,长期被英伟达等国外企业垄断。2014年4月,景嘉微电子成功研制出国内首款具有完全自主知识产权的图形处理芯片——JM5400,在多项性能上达到或优于常用国外产品。
JM5400采用65nm CMOS工艺,内核时钟频率最大550MHz,存储器时钟频率最大800MHz,软件可配置,片上封装两组DDR3存储器,每组位宽32位,共1GB容量,功耗不超过6W,内部各功能模块可独立关闭,可进一步减少功耗,FCBGA 1331脚,MCM封装。
JM5400于2014年5月流片成功,可广泛应用于有高可靠性要求的图形生成及显示等领域,满足机载、舰载、车载环境下图形系统的功能与性能要求,全面替代M9、M54、M72、M96、IMX6等国外芯片。目前,JM5400已被确定用于神舟飞船等多项国家重大工程,未来的国产计算机中将会大量使用这颗“中国芯”。
据悉,JM5400芯片的升级版本JM7000图形处理器芯片已经研制成功并流片。它在硬件上采用了更加先进的28nm工艺制造,增加了片内显存的容量,集成了CPU核。功能上,增加了硬件高清解码能力,支持更高的OpenGL版本,支持更高速的总线接口。性能上,图像处理能力增加2倍以上,总线带宽增加数百倍。
JM5400作为一款有着特殊意义的产品,虽然性能没法和英伟达巨头的产品相提并论,但仍值得鼓励,希望它早日占领中国GPU市场,打破国外垄断。
3、全球首款内置独立NPU的智能手机AI计算平台——海思麒麟970芯片
华为海思是一家半导体公司,前身是华为集成电路设计中心,它因自主研发的麒麟芯片备受关注,海思麒麟970芯片是一款非常具有跨时代意义的国产芯片产品。
麒麟970芯片最大的特征是设立了一个专门的AI硬件处理单元—NPU(神经元网络),用来处理海量的AI数据,它采用了台积电10nm工艺,首次集成NPU采用了HiAI移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU,在处理同样AI任务时,麒麟970新的异构计算架构拥有大约50倍能效和25倍性能优势。
2017年10月16日在德国慕尼黑电子展,华为发布首款采用麒麟970的手机Mate 10。今年,华为对媒体披露了华为麒麟970芯片的升级版——麒麟980芯片,这一款芯片在性能上更上一层楼。据悉,它采用台积电7纳米工艺,同时搭载寒武纪的1M人工智能NPU,集成ARM最新A77核心架构,最高主频可达2.8GHz。
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