不吹不黑,國產芯片與國外芯片,差別在哪?

人們常說“國外的月亮比國內圓”,這是真的嗎?

顯然,從科學的角度去分析,這句話是有違背于常理的。地球的上空只有一個月亮,它始終圍繞地球的每個角落公轉著,從不偏袒地球的任何地方。不會因為你是在國內,還是在國外,月亮就不會公轉了。

所以無論站在地球的哪個地方去看月亮,月亮始終還是那個月亮,它一直沒有變。變的是什么呢?變的是思考問題的角度,所以才得出這個荒唐可笑的結論,說什么“國外的月亮比國內圓”。

至少芯片哥覺得可笑至極。

自2018年以來,芯片,這個原來只有少數人知道的專業名詞,現在逐漸成為了人們議論的熱詞。有的人在強調,芯片是有多么的重要,我們要努力地追趕;有的人在說,工程師應該多使用國產芯片去替換國外芯片;還有的人在討論,國產芯片性能參差不齊,用著不放心;

諸如此類的熱議,這些都能說明人們很關心芯片,關心這個行業,這是一件好事,也是令芯片哥感到欣慰的。至少已經認識到,在芯片領域,我們是與國外存在差距的,而且還在不斷地探索考慮如何縮小這個差距,而不是像過去那樣,來一句“國外的月亮比國內圓”這種令人喪氣的話,而是應該鼓勵

師夷長技以制夷

不吹不黑,國產芯片與國外芯片,差別在哪?的圖1

芯片

雖然人們已經意識到國產芯片與國外芯片,有些差別。但到底差別在哪,以及如何追趕,恐怕不是專業領域的人,是很難回答出來的。

不吹不黑,今天芯片哥站在專業的角度去分析,和小伙伴們好好說一說,國產芯片與國外芯片,差別到底在哪?

01

研發設計

芯片,它不是桌子椅子,靠簡單的堆積木就能堆積出來的。芯片是需要通過大量的科研設計投入,經過工程師的不斷測試驗證,才能開發出來的。

芯片是如何研發設計出來的呢?

芯片的本質是一種電路,因此研發設計芯片,需要相應的一些電路理論作為支撐,比如基爾霍夫定律和戴維南定理等等。沒有電路理論的研發設計,就相當于巧婦難為無米之炊,屬于空中樓閣。

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很慶幸的是,電路理論發展至今,還是沿用原來的理論框架,沒有誕生新的電路理論,沒有新的突破,而且大多數理論都已被編寫成公開的教材或者公開的論文,免費呈現給所有人。

因此,在芯片研發設計方面,國產芯片是與國外芯片處于同一水平。對于這點,我們是要有充分自信的,是有把握的。

可能有小伙伴們會追問芯片哥,既然芯片的研發設計水平是差不多的額,為什么國產芯片與國外芯片還是有差距呢?

答案在于我們相比國外,缺乏足夠多的芯片項目研發設計經驗。

不吹不黑,國產芯片與國外芯片,差別在哪?的圖3

芯片

這就好比同一個班級的兩個學生,學的都是同一個教材,為什么會出現一個學生成績好,另一個學生成績差呢?

因為成績好的學生,雖然學的教材理論內容是和成績差的學生一模一樣,但他做的作業多,不僅能及時做完老師交代的作業,還能自己主動去找課外作業做,你說成績能不好嗎?

說回到芯片,雖然研發設計采用的電路理論是相同的,但由于起步晚,項目少,所以研發設計的經驗就相對較少。

如何去克服解決這個不足呢?

方案一

大力培養芯片專業的研發設計工程師,尤其是鼓勵大專高等院校開設更多的芯片類專業與課程,鍛煉他們的實際項目開發能力。科研院所以及芯片類相關公司,也是與之一樣。

方案二

突破新的電路理論。現在的芯片是基于硅這個材料研發制成的,如果我們能在材料等相關基礎研究技術方面,投入更多的人力與物力,在電路理論方面取得新的突破,相信不僅能克服這個眼前的差距,而且還能實現彎道超車。

02

生產制造

臺積電,已經成為芯片生產制造環節繞不過去的話題。這是為什么呢?

誰擁有最先進的生產工藝,誰就占據談判的話語權。臺積電,目前掌握芯片生產制造的5nm工藝,并且已經成功量產,這在行業內,屬于遙遙領先。

反觀中國大陸,最領先的中芯國際,采用的芯片生產制造工藝則剛剛踏入14nm水平。當然除了臺積電和中芯國際,國外參與芯片生產制造的公司有美國的英特爾和韓國的三星等等;

不吹不黑,國產芯片與國外芯片,差別在哪?的圖4

截圖來自中芯國際官網

盡管中國大陸的中芯國際,現在的芯片生產制造工藝達不到最先進的水平,與5nm存在一些差距,但國外的水平呢?

很簡單,只要查一下蘋果與高通的芯片,是放在哪里生產的就知道了。

答案仍是臺積電。

也就是說,在芯片生產制造環節,國產的芯片水平是和國外的芯片水平,處于同一個量級上,至少不會相差太多。你不用羨慕我,我也用不著羨慕你,大家差不多都在一個層次上。

不吹不黑,國產芯片與國外芯片,差別在哪?的圖5

芯片

唯一令芯片哥感到小小遺憾的是,作為芯片生產制造環節最領先的臺積電,不怎么聽我們中國大陸的使喚。相比較中國大陸,臺積電似乎更愿意與國外接觸,和他們合作,給他們生產最先進的芯片。

唉,說多了都是淚啊,555~~~

03

芯片應用

研發設計,是芯片圖紙的開發階段;生產制造,是芯片的量產階段;最后一個階段,就是芯片的具體應用了。

這三個階段,構成了芯片的整個生命周期,這也是為什么芯片哥從這三個角度去解釋“國產芯片與國外芯片,差別在哪”問題的原因。

什么是芯片應用呢?

簡單來說,就是如何讓芯片能夠在具體的產品中發揮作用。舉例說明

家用的電飯煲、空調、電磁爐、冰箱,工業用的電機控制器、電磁閥控制器,日常民用的手機、電腦、Ipad等等,這些不同類型的產品,里面都有一些數量的芯片。

不吹不黑,國產芯片與國外芯片,差別在哪?的圖6

芯片應用---汽車電子

這些就是芯片的典型應用,而且它的應用面還非常廣,大至汽車、輪船,小至兒童的電動玩具,都有涉及到芯片。

如果說這些產品都有涉及到芯片的話,那么試問在全球,最大最強的產品生產基地是在哪?我們國家說第二,相信沒人敢說第一吧。

畢竟“made in China”是世界馳名。

看到這,也許有小伙伴心存疑問,芯片的應用與現在談論的主題有啥關系?能解釋“國產芯片與國外芯片,差別在哪”的問題嗎?

當然能解釋,國產芯片得到的應用機會最多,而且是遠遠多于國外芯片。這也是國產芯片與國外芯片的一個差別。

國產芯片得到應用機會越多,就會反過來會增加芯片的研發設計經驗。因為在芯片實際使用的過程中可能會出現各種“Bug”問題,這些芯片“Bug”問題反饋到研發設計環節,就會得到持續的優化改善。解決問題的同時,其實也就變相增加了研發人員的芯片項目設計經驗。

這樣的邏輯,是不是很清楚了?

04

最后結語

寫到最后,再從頭回顧,可以較為清晰地發現,從芯片的整個產業鏈(生命周期)來看,國產芯片和國外芯片的差別到底在哪。

研發設計方面,我們缺乏更多的芯片項目開發經驗,中間需要消耗一段時間來彌補;

生產制造方面,國產芯片與國外芯片沒有不可逾越的鴻溝,二者水平相差不大(臺積電不屬于國外,因此不計入比較范圍內);

芯片應用方面,國產芯片的機會是要遠遠超過國外芯片的機會,這是我們的優勢。

因此,是不是對我們國產芯片的未來更有信心了?

真理就是“外國的月亮和國內的月亮是一樣圓”,我這邊的風景不比你那差!!!

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