2019年5月26日，参不雅者在数博会上参不雅中国自立研发的芯片
“一方面全球传统芯片垄断格局难以被打破，另一方面重大年夜技巧改革带来了绝佳的计谋窗口期，芯片家当的原始引领型立异已然势弗成挡。”
《全球》杂志记者/胡艳芬 姚依娜
“当前和往后一个时代，我国成长仍然处于重要计谋机会期。”在中共十九届五中全会上，在2021年的当局工作申报中，这一论断被反复说起。
然而，若何把握住这个计谋机会期呢？在本年全国两会时代，代表委员们几回再三说起的一个应对之策是：抓住“立异”这个“牛鼻子”，实现科技自立自强。
当前，以人工智能、物联网、大年夜数据等为代表的第四次工业革命的鼓起，为中国高质量成长带来重大年夜契机，然而，中国的芯片等家当技巧“卡脖子”的短板仍凸起，这对企业立异提出了急切请求。
至此，一个更为重要的问题呼之欲出：芯片范畴须要如何的立异？
中国工程院院士、微电子工艺技巧专家吴汉明分析说，芯片家昔时夜体分三部分：设计、制造和封测。当前国内设计部分已初具范围，但大年夜部分设计企业照样须要获得ARM、Cadence、新思等国外公司的常识产权（IP）；电子设计主动化（EDA）等软件也根本依附国外尤其是美国企业；并且大年夜量芯片还依附进口。一旦无法获得常识产权和设计软件（EDA）的授权，无法从海外采购芯片，就会陷入“缺芯”的困境。
“一方面全球传统芯片垄断格局难以被打破，另一方面重大年夜技巧改革带来了绝佳的计谋窗口期，芯片家当的原始引领型立异已然势弗成挡。”华夏芯（北京）通用处理器技巧有限公司（以下简称华夏芯）董事长李科奕对《全球》杂志记者说。
新兴应用催发技巧立异
“加快数字化成长 扶植数字中国”在《中华人平易近共和国公平易近经济和社会成长第十四个五年筹划和二?三五年前景目标纲领》中零丁成篇，数字经济核心家当增长值占GDP比重被列入“十四五”时代经济社会成长重要指标……各种信息都注解了中国大年夜力成长数字经济的决心。
数字经济成长的重要驱动引擎，就是高机能计算。高机能计算可以实现海量数据的分析，将5G、机械视觉、无人驾驶、区块链等现代科技与传统行业结合，进步传统产品和办事的质量、效力和后果，扩大年夜数字经济的应用深度和广度。而计算的核心是芯片，芯片天然成为高科技范畴的必争之地。
国度信息化专家咨询委员会原常务副主任周宏仁指出，如今，物联网的成长成为全球信息化成长的主流之一。数字化、收集化、智能化技巧的应用开端向各类产品（物）渗入渗出，使“计算”向着以产品计算为主流应用的偏向成长。
根据物联网研究机构IoT Analytics宣布的申报，2020年物联网连接数达117亿；估计到2025年，物联网连接数将达到309亿。如斯宏大年夜的应用需求，势必影响核心芯片技巧的下一轮变革。全球物联网所需的核心芯片技巧的体系架构还在成形中，这是当前全球芯片技巧和家当竞争的核心。
“中国芯片家当成长要面向将来，放眼‘大年夜智物云’的成长需求，做前瞻性的赶超安排，用有限的人才和社会资本，凸起计谋重点，力争引领下一代核心芯片技巧的成长。”周宏仁说。
吴汉明向《全球》杂志记者介绍，今朝，一些与特点尺寸无关的芯片技巧研发呈爆发式增长，如存算一体、Chiplet（芯粒）、异质构造的堆叠芯片技巧等。
值得存眷的是，在中国芯片设计范畴，已经有企业主动承担起打造完全自力自立芯片生态体系的义务。吴汉明举例说，“华夏芯设计了一套自立的同一指令集，形成中心处理器（CPU）、数字旌旗灯号处理器（DSP）、图形处理器（GPU）和人工智能（AI）等异构计算平台，正在为异构计算打造全自立的生态。”此外，华为、高涨、北京君正和阿里平头哥等企业经由过程架构授权或应用开源架构，也打造出了一系列产品，并已形成必定范围的家当链。
据悉，华夏芯基于对异构计算成长趋势的预判，设计了一套名为Unity的同一指令集架构。李科奕告诉《全球》杂志记者，基于异构计算架构的芯片，或称之为“CPU+”，把CPU、GPU、DSP、加快器等不合类型的处理器内核高效地融合在同一颗芯片上，实现协同运算、协同存储与协同治理，在机能、功耗等技巧指标上与现有同构多核处理器比拟，稀有倍甚至数十倍的进步。
据李科奕介绍，华夏芯选择从异构计算的角度进行原始立异，也是着眼于异构计算应用范畴的市场机会??帮助驾驶、机械人、智能安防、智能家居、5G等新兴应用处景的合营特点是只须要“单点”的应用开辟，不像手机和小我电脑须要汇集浩瀚第三方应用软件，因而导致很强的生态依附性。
新赛道，新机会
尽管美国在芯片范畴有更多的技巧积聚与生态优势，大年夜约在2010年前后，异构计算的成长开端让中国和美国站在异构计算的同一路跑线上。
李科奕认为，异构计算为中国集成电路家当供给了几十年来从未有过的赶超机会，因为在这个范畴，中国已拥有某些技巧方面的优势。假如抓住这一可贵的汗青机会，加大年夜投入，完全有可能深度影响甚至引领相干家当的成长，成为新市场的规矩制订者，实现“换道超车”。
据懂得，如今大年夜多半国产异构计算芯片应用的都是海外供给商的IP，须要芯片“集成”团队去完成包含IP和芯片互相验证在内的研发工作和技巧保护。而华夏芯选择从异构芯片的底层IP开端，从事的是芯片设计范畴的原始立异。
IP相当于建筑物的地基，有相当严苛的专利保护。假如用传统的思路去做CPU、DSP和GPU等基本计算IP，很难绕过之前行业巨擘的专利限制。但华夏芯走的是完全不合的技巧路径，开辟了一条新的成长门路，绕开了其他厂商的IP专利，筑建了本身的专利保护池。
李科奕说，经由过程采取华夏芯的IP，可以简化复杂异构芯片的设计，并且可以或许基于设计立异而非完全依附新的工艺来晋升计算机能，如许就降低了芯片的设计与临盆投入，并可缩短产品推出周期。“假如能进一步叠加以定制化设计，赋能合作伙伴和客户，经由过程供给高性价比的异构芯片解决筹划和构建同一的软件生态，加快客户产品占据市场的节拍，就很有可能打破垄断，在中国芯片市场甚至全球取获成功。”
把握成长的主动权
2020年12月，中心经济工作会议安排2021年经济工作，提出要加强家当链供给链自立可控才能。家当链供给链平安稳定是构建新成长格局的基本，要兼顾推动补齐短板和锻造长板，针对家当脆弱环节，实施好关键核心技巧攻关工程，尽快解决一批“卡脖子”问题。
周宏仁表示，芯片就是被国外严重“卡脖子”的核心技巧之一。芯片家当的技巧冲破关系着浩瀚传统家当的智能化改革，自立芯单方面对巨大年夜需求，前景广阔。根据前瞻家当研究院宣布的《中国物联网行业应用范畴市场需求与投资猜测分析申报》，估计2026年中国物联网芯片需求将达到1360亿元。
本年1月，本田、大年夜众、福特等车企纷纷宣布因为芯片供给不足而减产或关停部分工厂。随后，手机等花费电子行业也面对“缺芯”的情况，全部半导体供给链的上中下流都受到影响。
吴汉明表示，中国“缺芯”的情况必定会延续相当长的时光，重要原因包含全部工业体系不敷先辈、基本立异不足、人才部队缺乏、家当链自立空白点较多等，尤其是大年夜部分芯片设计企业仍须要国外IP和EDA的授权。
IP是全部集成电路家当链最上游的节点，代表着芯片设计的核心常识产权和关键技巧的自立立异才能，对下流的家当成长辐射和带动感化巨大年夜。李科奕认为，中国芯片家当成长须要原始引领型立异，而不是将核心常识产权、关键技巧的立异寄欲望于他人。没有强大年夜的芯片设计支撑，下流的制造、封测就将面对成为无源之水、无本之木的风险。
吴汉明说，无论从国度竞争力、国度安然照样从经济成长等方面看，建立自立的行业标准和自立的强大年夜生态都具有重大年夜计谋意义，只有培养容身国内、面向国际的芯片生态体系，才能把握中国新一代集成电路家当的成长主动权。“中国集成电路家当须要原创的、没有常识产权胶葛的技巧，因为这是建立自立生态体系的基本。”
推敲到自立芯片生态体系对国度信息安然举足轻重的感化及其成长面对的难题，吴汉明建议，要鼓励高端芯片范畴原创性的自立立异，假如国内企业有自立研发的指令集，并且建立了相对应的自立常识产权保护体系，应当赐与最大年夜的鼓励和支撑，调动高低游企业，一路把生态做大年夜做强，从而加强中国集成电路家当链自立可控的才能。
周宏仁也指出，“要构建一批以直接承担产品临盆义务的企业为龙头和核心、产学研用协同立异的家当联盟。同时，国度要特别看重、培养和成长企业，尤其是骨干企业，从而让全社会的各类资本以市场设备的方法，在国度政策的引导下向企业尤其是骨干企业集聚。支撑企业各方面的才能扶植，经由过程强化企业的竞争优势和国际竞争力，赞助企业在较短的时光内抢占国内国际市场，并逐渐成长为龙头企业。”
来源：2021年4月7日出版的《全球》杂志 第7期
《全球》杂志授权应用，其他媒体如需转载，请与本刊接洽
本期更多文章敬请存眷《全球》杂志微博、微信客户端：“全球杂志”
