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芯片设计和设备才是半导体家当短板_工艺_盘古

萌界大人物 2024-12-26 09:25:33 0

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事实上,中国芯片制造能力在环球来看属于较强水平,从市场份额来看,中芯国际的市场份额已经可以和联电扳扳手腕,中芯国际与华力微电子的市场份额之和与三星相称,超过了GF。

就技能水平而言,中芯国际的12/14nm工艺已经成熟,N+2工艺(相称于台积电7nm)在2021年就曾经给矿机芯片代工,现在紧张的问题是良品率偏低和本钱偏高,相信通过几年的产能爬坡和良率提升,良率和本钱将不在是问题。

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从技能水平和市场份额上看,中国芯片制造能力不仅不弱,反而挺强,除了台积电高高在上,在技能上与三星有一定间隔,从技能上和市场份额上超越垂暮的GF只是韶光问题。
即便是现在的水平,中芯国际也是环球名列第五。

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(图片来自网络侵删)

比较之下,中国IC设计公司则缺少像中芯国际、华力微电子这样的龙头企业。

以在中美贸易摩擦前常年位居中国大陆IC设计企业排行榜榜首的H为例,虽然在商业上非常成功,但在设计上依赖ARM授权,在制造上依赖台积电工艺。

由于其CPU核、GPU核高度依赖ARM授权,H从K3到QL990,在十多年里,QL芯片的CPU核、GPU核全部从ARM等外商购买,属于重复引进,反复引进,其手机芯片基本不具备独立实现CPU、GPU技能迭代的能力。
H做的事情是把买来的GPU、GPU核“组装起来”,类似于搭建乐高积木。
在遭遇制裁之后,既失落去了ARM授权,又失落去了台积电工艺,QL芯片随即“绝版”。

2022年,H推出了桌面级ARM CPU盘古900。
由于只能基于ARM已经授权,且在市场中缺少竞争力的老旧CPU核设计SoC,加上只能利用境内12/14nm工艺,盘古900的单核性能是QL9006C的50%旁边(QL9006C的指令集、微构造均从ARM购买),单核性能倒退到2015年的QL950水平。

有人说,性能倒退是工艺问题。
但事实上,根本缘故原由还是H设计能力弗成。

举例来说,龙芯3A5000利用与盘古900同等级的工艺,但龙芯的IPC比盘古900高了50%,主频高了35%,龙芯采取自主指令集,自主设计CPU,而盘古900则依赖ARM授权。

请把稳,从今今后,在CPU领域,自主技能性能优于ARM这种引进技能会成为常态,千万不要有奴才心态,先入为主的认为自主技能弗成。

龙芯3A6000则在利用与3A5000同等工艺的情形下,把CPU性能提升40%至60%。

这并非伶仃,在3A3000与3A4000时期,两款同样采取28nm工艺,3A4000的性能相对付3A3000提升了80%。

更有趣的是,龙芯3B1500采取32nm,龙芯3A2000采取40nm,在工艺倒退的情形下,龙芯对CPU核进行了升级,CPU性能反而提升了50%。

这才是真正节制了核心技能,具备CPU核心设计能力。

比较之下,那些离开了ARM最新IP授权,离开了台积电尖端工艺,性能就大幅下滑的CPU,其设计团队到底节制了多少能力,是值得商榷的。

大概这时候有人会那厂商自我标榜的kp920,鼓吹H具备类似苹果的独立设计能力。

事实上,一款CPU横空出世是违背事物发展规律的,苹果公司也是一开始在ARM公版上改了好几代,多代迭代之后,才走上自主设计道路,英特尔、AMD、IBM、ARM都是如此。
最近几年RISC-V兴起,各家的RISC-V处理器也不存在一步登天的情形,也是多代演进。

至于kp920这种横空出世的CPU(之前的1610/1612/1616是a57,a72,是arm在迭代),其CPU核到底是100%自己写,还是站在巨人肩膀上,便是一个迷了。

其余,如果真正吃透了KP920的源代码,在川普敕令制裁台积电断供后,H完备可以换套工艺到境内流片。

在台积电断供的时候,H依然可以在境内晶圆厂流片,虽然采取5/7nm工艺芯片渠道破灭,但成熟工艺流片渠道并不受影响。

时至今日28nm工艺依然不受限,在美国2022年10月修正出口牵制规定前,14nm也不受限定,只卡台积电5/7nm,10月美国修订规定后,美国只限定14nm以下工艺,20/22/28nm工艺根本不受限定。

换工艺对付任何一家有能力的IC设计公司而已,并非难事。
IBM的Power8最早是SOI工艺的,海内引进的Poewr8便是基于SOI工艺,但IBM把工艺切换到Finfet工艺并没费多少力气。

类似的,龙芯3A2000用的是境内40nm工艺,3A3000用的是ST 28nm工艺,龙芯切换工艺只用了1年。

从3A4000到3A5000,龙芯指令集和制造工艺都换了,CPU核也进行了改动,也就用了2年韶光。

就3A5000而言,有两个流片渠道,A渠道主频是2.3G至2.5G,B渠道是2.5G至2.7G,龙芯从A渠道切到B渠道,也只用了不到1年。

在2020年,中芯国际就为H代工14nm的QL710A,这解释14nm工艺流片渠道在2020年是没有问题的。

如果H真正吃透了核心技能,或者有忧患意识做境内工艺备份,切换到境内工艺,至少2年前就可以量产境内工艺版本的KP920,无非是工艺从7nm倒退到14nm,主频会低一些,IPC不会丢失多少。
这个性能比2022年才问世的盘古900强太多。

再退一步说,即便14nm工艺受限,但28nm工艺未受美国限定,一贯可以正常流片,完备可以把工艺切换到28nm。

别鞭笞28nm工艺弗成,7nm的KP920,单核性能与英特尔32nm的SNB都有差距,只要自己能力过硬,完备可以用28nm工艺达到英特尔SNB的水平。

如果真正节制核心技能,H完备可以学龙芯,彻底抛弃ARM指令集,直接改换自主指令集,改KP920的CPU核,用境内工艺,H的人力资源是龙芯的数倍,龙芯只用了2年韶光,以狼性著称的H,拥有数十倍的资金和人力,1年多韶光足够干成了。

对付这种征象,合理的阐明是国产ARM芯片,很多东西是ARM已经帮海内厂商做好了的,由于长期都是ARM做的,海内企业没有这方面的履历和能力,因而当国际形式风云突变后,自己单干顶不上去。

详细来说,7nm 和 16nm 有很多不一样的地方,不能把 7nm 的设计直接放到16nm 里面去用,从架构到设计都不一样,唯有重新优化。
而这便是海内ARM CPU公司在换工艺时犹豫不前的缘故原由。

从实践上看,海内一些ARM CPU失落去了台积电工艺后,一方面能够用境内工艺量产D2000、盘古900这样IPC与A72相称的CPU(A72便是ARM针对14/16nm工艺设计的),但却无法用境内14nm工艺量产那些ARM针对5/7nm工艺设计的CPU,大概率是由于改不动。

因而苦等境内工艺打破5/7nm,否则只会在PPT上迭代CPU,而且某司是用PPT迭代了3代CPU,或者用自媒体小道鼓吹下一代产品如何牛逼,这种征象非常耐人寻味。

可以说,制造被卡是表象,根子是国产arm设计能力弗成,高度依赖arm授权和制造工艺提升性能,分开了arm和台积电,就原形毕露了。

其余,不仅仅是CPU,即便是不依赖尖端工艺的芯片,海内企业同样被外商压着打。

德州仪器、ADI、Skywoks、Qorvo、博通、英飞凌、恩智浦、ST等公司的仿照芯片制造工艺大部分都在14nm以上,从工艺上看,是不存在卡脖子的。
海内市场被外商垄断,根本还是海内的IC设计公司水平弗成。

半导体设备也是不亚于设计的短板行业,中国半导体设备厂商在海内市场仅占17.2%的市场,近83%旁边的市场,全部被国外的设备所霸占,这还是这几年因中美贸易摩擦下对本土厂商有一定政策倾斜的结果。

放眼环球,中国半导体设备厂商的市场份额仅为5.2%。
就技能水平来说,中国设备商与国外寡头差距明显,上海微电子商业量产的光刻机只能加工90nm芯片,与ASML差距在10年以上。
在刻蚀设备、离子注入设备、薄膜设备等方面,海内企业与运用材料、泛林、东京电子等国际大厂均存在一定差距。

总之,当下中国半导体家当最大的短板是设计和设备,然后是原材料,芯片制造反而是发展的比较好的。

至于某大佬说“我们能设计,但造不出来”,这纯粹是掩罪藏恶了,无非因此前沸腾体调子太高,现在被揭破天子新衣,不好下台,找个借口把任务归咎于芯片制造企业,保持企业的光环和形象而已。

企业为了营造品牌形象言三语四也就罢了,麻烦的是很多不明原形的网友还真信了,以为中国芯片设计能力已经很美国差不多了......这就夜郎自大了。

伟人说,计策上唾弃,战术上重视。

如今,一些公司是反着来的,一方面各种叫嚣,不惧制裁,另一方面,在核心技能上不愿意重新努力别辟门户,独立自主,始终站在洋人地基上造屋子,ARM遵守美国禁令制裁后,依然去世抱ARM大腿。
这种做法终极只会自食恶果。

铁流断言,中国CPU的未来属于最红最革命的团队,那些跟在洋人身后吃土,在洋人地基上造屋子的团队虽然前期可以靠“洋爹”逞凶,但终极会沉沦腐化到只能靠政商关系混饭吃,被公民群众和市场抛弃。

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