蒸汽机的诞生,彻底改变了人类世界的基础认知,让各产业、各领域的生产力得到了显著提升,社会向前发展了整整一大截的距离。在百年时光当中,伴随着一次又一次“科技革命”的浪潮,以及社会的巨大革新与发展,我们看待世界的眼光和角度,也发生了较为深刻的改变。“科技是第一生产力”的理念,已经根植于所有人的脑海之中。
如今,芯片设计产业成为了新时代背景之下的又一个重要“赛道”,在能源、军工、航空、以及消费领域持续发挥着关键作用。譬如说,一块体积极小的芯片,历经上千道工序制造而成,可以广泛地运用于智能手机、电视、个人电脑等电器设备当中,堪称为工业领域的一颗“明珠”。
目前甚至有不少业界专家表示,芯片设计产业的发展与进步,对一个国家“技术升级”道路起着关键性的影响。作为一个从业多年的芯片工程师,我也有一些自己的想法:
摆脱发展瓶颈,“中国芯”需要继续砥砺前行
在当前世界,科技是衡量一个国家“硬实力”的重要指标。而芯片设计产业,在科技领域拥有着举足轻重的地位,自然会引起我国的高度重视。
2000年,我国正式出台鼓励芯片和软件产业发展的“18号文件”,对相关制造设计企业提供优惠政策条款。随后,我国芯片行业开始进入至发展高潮期,产业规模、技术水准迅速得到了有效提升。
虽然有关于芯片设计产业的利好政策相继出炉,但困难和挫折也是客观存在的。“中国芯”想要获得更多的突破成果,需要逐一克服困难。譬如说,芯片设计行业存在着大量的人才缺口,从业人员的综合素质需要得到新的提升;芯片产品的创新制造能力需要得到新的增强。
事实证明,“中国芯”想要摆脱当前所遇到的一些发展瓶颈,就必须要正视困难和挫折,继续砥砺前行。
面对全球挑战,“美国芯”努力维持领先优势
随着中国和其他国家纷纷加大对半导体的研发投入,美国世界半导体的地位遭到了很大的挑战,为了维持自己的领先地位,美国政府牵头推出了“2022年芯片和科技法案”,该法案提出了将在半导体投入数百亿美金,以促进美国半导体的研究和制造,减少对外部其他国家的依赖。众多的美国半导体企业如Intel,AMD, 美光等等,都将在这个法案获利,从而可以投入更多资金到芯片技术的研发中。
高性能芯片需求旺盛,创业公司纷纷入局
前文提到,芯片设计行业与各行业、各领域之间,存在着十分密切的联系。对于有些制造型企业而言,芯片甚至是整个行业发展的“心脏”部位,决定着企业的未来发展上限。
如今,依托于人工智能,大数据,云计算等“高精尖”行业的发展局势,高性能芯片需求量变得十分旺盛。而为了进一步占据市场优势版图,国内不少知名创业公司、企业运营者开始入局芯片设计行业,为“中国芯”提供更多的创新动能。尤其在CPU,GPGPU等赛道,成功诞生出了许多备受关注的明星企业,推出了众多的产品,比如平头哥的倚天系列,寒武纪的AI芯片,璧仞的GPGPU等等。这些芯片产品一经推出,便受到了市场的认可与尊重,取得了不少赞誉之声。
譬如说,壁仞科技旗下的BR100系列通用GPU芯片,核心性能达全球领先水平,相较市售主流产品实现3倍以上的性能提升;在工艺制造方面,该芯片采用7nm制程,并创新性应用Chiplet与2.5DCoWoS封装技术,兼顾高良率与高性能;在数据进度支持方面,该芯片除原生支持FP32、BF16、FP16、INT8等主流数据精度外,原创定义TF32+数据精度,相较TF32提供更高数据精度与吞吐性能。
寒武纪旗下的思元370芯片,是公司首款采用chiplet(芯粒)技术的AI芯片,集成了390亿个晶体管,最大算力高达256TOPS(INT8),是寒武纪第二代产品思元270算力的2倍。
而平头哥旗下的倚天710芯片,采用2.5D封装,分为两个DIE,总计600亿晶体管。包含128个Armv9高性能CPU核,每个CPU核心配置64KB一级指令缓存,64KB一级数据缓存,以及1MB二级缓存,片上集成128MB系统缓存。内存子系统配置8通道DDR5,峰值总带宽达到281GB/s,I/O子系统含96通道PCIe5.0,双向理论总带宽达到768GB/s。
眼光放到国际市场,这些年也有很多优秀的企业诞生,并推出了非常有竞争力的产品,比如由Jim Keller担当CTO的AI公司Tenstorrent,2020年发布了他们第一款AI芯片GraySkull,最高能达到超过600TOPS算力。硅谷创业公司SiFive,已经推出了针对各种市场的CPU core产品,包括乱序多发射的性能核P650,自动驾驶芯片E6-A, 针对人工智能和机器学习的X280等等,并且被美国国家航空航天局(NASA)选中,为其下一代高性能航天计算(HPSC)提供CPU核心。
上述所提到的三个中国芯片设计公司,已经成功凭借着过硬的技术研发实力,在芯片领域建立了一定的品牌辨识度。他们所取得的创新成绩,也向世人证明了“中国芯”的强劲发展潜力。而国外的优秀企业,也向我们展示了在这个半导体大潮中,如果想要立足并获得市场的成功,最终都要站上世界的舞台,跟全世界的优秀企业一较高下。我相信不论哪个企业,只要勇于探索,勇于前行,不放过每一次宝贵的创新契机,就一定可以取得值得称道的成果。
面对未来,希望中国能够在芯片设计领域取得更多突破,成功走上高端产业的发展道路,掌握更多的核心技术。在利好政策的驱动之下,涌现出更多优秀的芯片产品!(沈冰)
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