國產(chǎn)CPU何時崛起實現(xiàn)“芯”突破

時間:2017-03-09

來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載

導語:展訊通信在2017世界移動通信大會上,發(fā)布了基于英特爾先進的14納米制程工藝,內(nèi)置2.0GHz高性能的英特爾架構(gòu)處理器

展訊通信在2017世界移動通信大會上,發(fā)布了基于英特爾先進的14納米制程工藝,內(nèi)置2.0GHz高性能的英特爾架構(gòu)處理器,支持5模CAT7通訊、超高清視頻播放、高分辨率屏幕顯示及高達2600萬像素攝像頭。

這款芯片最大的亮點在于是由全球掌握最先進制造技術(shù)的Intel為這款芯片代工,而且是采用的是Intel目前最好的14nm制造工藝。可以說,展訊SC9861G-IA開了Intel為中國IC設(shè)計公司代工芯片的先河。那么緣何Intel愿意為中國芯代工,這是否意味著國產(chǎn)CPU崛起有望?

Intel有最好的制造工藝

Intel從過去鮮有為其他廠商代工芯片,一直以來,雖然臺積電在芯片代工領(lǐng)域的市場份額獨占鰲頭,但在芯片制造工藝上,Intel始終掌握了最先進的技術(shù)。舉例來說,雖然同樣是14nm制造工藝,三星的14nm制造工藝就和Intel的14nm制造工藝有不小的差距。據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示,由于存在指標注水的情況,三星的14nm制造工藝與Intel的20nm制造工藝相當。

雖然臺積電的16nm制造工藝也存在注水的情況,但水分要比Intel的小,而這也是三星代工的14nm制造工藝的蘋果A9處理器不如臺積電的16nm制造工藝的原因。然而,Intel即便有最好的制造工藝,但其的代工業(yè)務規(guī)模很小,前Intel發(fā)言人JonCarvill也曾表示:Intel的目前的重點是設(shè)計自己的產(chǎn)品,而非競爭對手。

Intel曾經(jīng)獨霸天下

如今Intel一反常態(tài)開始幫助展訊代工芯片,其中的原因既和Intel的發(fā)展經(jīng)歷有關(guān),也是芯片行業(yè)壟斷化競爭的結(jié)果。一直以來,Intel在半導體制程工藝上都具有較大優(yōu)勢。這也為Intel在PC市場與AMD的競爭中帶來基礎(chǔ)。在奔騰四追求畸形的高頻低能時代,Intel主要競爭對手是AMD,競爭核心是純粹的CPU性能。

在吃夠了奔四的虧以后,Intel洗心革面在當年設(shè)計極為出色的P6架構(gòu)(比如奔III的圖拉丁核心)基礎(chǔ)上衍生出了迅馳以及酷睿等成功產(chǎn)品,不僅在CPU性能上壓倒性超越AMD,并且逐漸整合了北橋,南橋,集成顯示核心等。

這個過程中,一系列第三方接口芯片商,顯示核心商徹底失去了市場,一臺最簡化的電腦可以只剩下Intel的CPU+集成電源管理芯片(如AXP系列)+無線芯片+RAM+存儲(SSD/eMMC)+音頻/觸摸/顯示控制等少數(shù)幾塊芯片。

但就在Intel獨霸電腦芯片,以為即將大功告成的時候,ARM的異軍突起帶來顛覆性時代。ARM雖然只是一個只授權(quán)不生產(chǎn)的企業(yè),但是和Intel的競爭卻是Intel+CISC架構(gòu)+Wintel聯(lián)盟+桌面/筆記本電腦與ARM+RISC架構(gòu)+Linux衍生系統(tǒng)+智能手機/平板(移動設(shè)備)之間的較量。

放棄ARM業(yè)務棋差一招

Intel很失敗的一步,就是自己主動放棄ARM業(yè)務(XScale),給了ARM陣營難得的爆發(fā)期。ARM7是ARM有今天的第一功臣,完整的指令集,小巧的架構(gòu),即使沒有MMC單元,也能配合uClinux搭建極為精簡的嵌入式系統(tǒng),開發(fā)難度和門檻都極低,再加上半導體工藝,功耗,液晶顯示,存儲技術(shù)恰逢其時,伴隨著各種移動設(shè)備,ARM7如同當年經(jīng)典的8051一樣全面開花,在極短時間內(nèi)就培養(yǎng)出龐大的生態(tài)圈??梢哉f,當Intel好不容易懟過AMD,卻發(fā)現(xiàn)整個CPU領(lǐng)域陷入了ARM洪水。

移動設(shè)備的涵蓋面,包含并遠遠超過電腦的范圍,原本和電腦不太搭邊的移動通信技術(shù),高精度成像技術(shù),各種運動/姿態(tài)/定位傳感器技術(shù)等,高精度顯示和觸摸,電磁筆等都成了標準技術(shù)涵蓋面之內(nèi),而這些技術(shù)的鏈接核心是移動設(shè)備(手機)而不是電腦,Intel在電腦領(lǐng)域打下來的優(yōu)勢,反而成了揮之不去的劣勢。因此Intel從電腦時代獨霸的角色,成了移動設(shè)備時代必需與人合作的角色。

面對ARM沖擊不得不與中國公司合作

在此情形下,合作是大勢所趨,問題在于,IC領(lǐng)域經(jīng)歷過混戰(zhàn)幸存到現(xiàn)在的企業(yè),基本上都是Intel的直接競爭對手。電子行業(yè),半導體行業(yè)有龐大的世界級代工企業(yè),就是這種競爭下的產(chǎn)物,代工企業(yè)單純代工,不做自有品牌,不構(gòu)成直接競爭,這樣才能有占據(jù)市場份額,比如臺積電。

英特爾CEO科再奇(右)和紫光集團董事長兼總裁趙偉國

但作為強悍的IDM廠商的Intel顯然不是單純的代工廠,這就是Intel難以給第三方代工的重要因素。而展訊卻是少有的和Intel互補遠遠多于競爭的企業(yè),所以才有合作的基礎(chǔ)。因此2014年Intel投資15億美元給紫光旗下的展訊和瑞迪科,并授權(quán)其使用x86架構(gòu)處理器,于是Intel為展訊代工也就水到渠成了。

中國IC設(shè)計公司流片渠道脆弱

對于國內(nèi)自主設(shè)計的CPU,臺積電是有限制的,自主設(shè)計的CPU都只能找代理去流片。加上中芯國際很多設(shè)備采購自國外簽了一大堆限制性條款,龍芯在境內(nèi)代工的芯片對其代工廠也只能模糊的說是境內(nèi)代工。

這很大程度上限制了國內(nèi)自主設(shè)計CPU公司的成長和發(fā)展。雖然中資收購了法國Soitec公司部分股份后,Soitec公司承諾中方的IC設(shè)計廠商能夠通過格羅方德和三星的代工廠來獲得使用FD-SOI技術(shù),同時Soitec公司還承諾如果未來中國大規(guī)模采用了這個技術(shù),需要多少晶圓都可以提供。

也就是說,中方的IC設(shè)計廠商能夠使用能夠通過格羅方德和三星的代工廠來獲得使用FD-SOI技術(shù)——中國CPU可以找格羅方德和三星來代工,但這畢竟還是一個畫餅,而且格羅方德和三星也開始轉(zhuǎn)向FINFET技術(shù),F(xiàn)D-SOI技術(shù)也存在成本偏高的問題。

而最近小米發(fā)表的澎湃S1也采用Hpc+工藝流片,那這很可能是臺積電的工藝,由臺積電代工。而非過去猜測的中芯國際。因此,Intel為中國芯代工,這是不僅可以使國內(nèi)IC設(shè)計公司獲得最好的制造工藝,也能擴寬國內(nèi)IC設(shè)計公司的流片渠道。

國產(chǎn)CPU何時崛起

目前,手機芯片基本被ARM壟斷,PC和服務器基本被Intel壟斷,這其中不僅僅是Intel和ARM芯片性功功耗優(yōu)異的因素,還有其成功的商業(yè)模式,以及國外企業(yè)從半導體原材料、半導體設(shè)備、IC設(shè)計、晶圓代工、封裝測試整條產(chǎn)業(yè)鏈的巨大優(yōu)勢。

目前,在半導體設(shè)備上,國內(nèi)的高端光刻機完全依賴進口,只有部分封裝設(shè)備和刻蝕機可以自己生產(chǎn)。在原材料上很多也是依賴國外企業(yè),像用于制造CPU的晶圓,5大廠中沒有一家是境內(nèi)公司,很大程度上也是依賴進口。在IC設(shè)計上,國內(nèi)自主設(shè)計的龍芯、申威更多用于超算、安全、裝備、網(wǎng)安以及一些嵌入式應用,在市場上的手機、PC、服務器上非常罕見,國內(nèi)大多數(shù)IC設(shè)計公司都是購買ARM的CPU授權(quán),或者購買IBM、AMD、VIA的技術(shù)授權(quán)。

在晶圓代工上,中芯國際去年才掌握28nmhkmg工藝,而且良率還存在一定問題,而臺積電的16nm已經(jīng)量產(chǎn)快2年了,技術(shù)差了2代,和Intel比的話差距更大。唯獨在封裝測試上,境內(nèi)企業(yè)和境外企業(yè)的差距較小,估計到2020年基本可以追平境外企業(yè)的技術(shù)水平。

因此,中國芯要想崛起,國產(chǎn)CPU要想進入千家萬戶,不是像從事自主CPU設(shè)計的龍芯、申威,從事CPU代工的中芯國際,從事封裝測試的長電科技,從事半導體設(shè)備制造的中微半導體、上海微電子等幾家企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)的。必須有賴于整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)力。

總而言之,國產(chǎn)CPU要想趕超Intel依舊任重道遠。

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