国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?
一个世纪都难[泣不成声]
国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?
这个问题问得好。
国产芯片落后了多少,从一些事件就能看出。
前段时间,英特尔爆出了芯片漏洞,X86和ARM都受到了影响,而我们的龙芯则发表声明表示不受漏洞影响。为什么呢?因为龙芯根本不支持漏洞所需要的技术。
同样是前段时间,网上流传着紫光的内存条,一开始的DDR3大家说这是奇梦达当年倒闭时前的最后作品,后来的DDR4被证明用的是海力士的颗粒。而紫光自己到底有没有能力生产出内存颗粒一直是个迷。有的说下半年紫光就能生产出自己的DDR4颗粒,但目前来看紫光高层有波动,能否如期完工还是个问号。
然后就要说说我们Al芯片的骄傲寒武纪了。这个芯片商商很奇怪,他们的官网没有任何性能介绍,要知道就算是挖矿用的矿机芯片和顶级的FPGA芯片也都有性能介绍。而衡量Al芯片性能的参数就是半精度计算和深度计算能力,这些参数很普通,根本不是什么机密,那么他们为何不展示呢?
最后,我们的代工业务,中芯国际的核心业务是28nm工艺,14nm正在研制。而英特尔在2009年就成功操作出了同级别的32nm工艺。
我想从这几件事就能看出,我们落后人家至少十年!至于赶超,现在我们要什么没什么,难道要用口号去赶超?如果真能静下心来,十几年的差距也不是那么容易赶上的。我想等到二十一世纪中叶,我们应该能赶上去。
国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?
谢邀。从技术角度考虑,个人觉得差距是:cpu 底层技术,这个假如不模仿,差距是至少50年。
cpu技术
cpu即中央处理单元(CPU)是计算机内的电子电路,通过执行指令指定的基本算术,逻辑,控制和输入/输出(I / O)操作来执行计算机程序的指令。 计算机工业至少从20世纪60年代初开始使用“中央处理器”。 传统上,术语“CPU”是指处理器,更具体地涉及其处理单元和控制单元(CU),将计算机的这些核心元件与外部组件(诸如主存储器和I / O电路)区分开。
从英特尔4004 cpu诞生开始就产生了差距,4004是第一款CPU,今天已经有差不多50年历史了。美国掌握大量的芯片底层核心技术。
instruction set 指令集目前都是国外的。
A list of computer central processor instruction sets:
简单列出一些指令集:
列出部分cpu底层技术:
哪个是中国的,或者以上哪个是中国公司全掌握的?以上只是底层技术的一面。。。。
50年的差距,更多的是人才的差距
每一个人多学一些cpu知识,汇总起来可以加快缩小这个差距。
根据工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)2017年5月发布的《中国集成电路产业人才白皮书(2016-2017)》(以下简称白皮书),目前我国集成电路从业人员总数不足30万人,但是按总产值计算,需要70万人,人才培养总量严重不足。40万芯片人才缺口该怎么补上?问题的答案不只藏在教育环节。40万芯片人才缺口该怎么补上?
努力吧,少年老年们。
基于别人的房基去建设高楼大厦,别人要断你,不让你上和下,那你只能飞上楼和飞下楼了。
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华为事件后,国内芯片热度一直居高不下。刚刚就在6月9号举办的2021世界半导体大会上,吴汉明院士再次发声,点明国内芯片制造的三大挑战,即精密制图、新材料新工艺和良品率。据预测,到2030年,中国大陆将成为全球第一大芯片产出地。
目前来看,国产芯片与美国芯片的差距到底在哪儿,我们最快要多久才能赶超呢?
- 根据ASML老板说的,对华技术封锁是个错误,最多15年,中国将建出完整产业链,到时欧洲将失去所有市场。我不确定他是基于个人判断或调查研究,这15年应是参考了北斗系统(20年)和空间站(10年),类似的话比尔盖茨也说过,而本人略微悲观些,觉得要25年才行。
根据美国SIA的数据:近30年在芯片全球产业链中的占比,美国大概占50%上下,中国现在大概有5%,也就是有10倍的差距。
看完现状,我们再看追赶速度。根据美国官方组织统计的美国上市公司数据,美国芯片上市公司2019年的研发投入和资本支出总计717亿美元,从1999年到2019年,美国芯片上市公司整体资金总投入将近9000亿美元,而我们的国家大基金一期二期加起来也就3000亿人民币,差了一个数量级。
另一个数据更加震撼,美国芯片上市公司过去20年的年均研发投入销售占比是16.4%,而中国芯片上市公司是8.3%,大概只有美国的一半。
- 由此可见,我们要完成对美国的超越,道阻且长。作为追赶者,必须要加大投入,才有可能后发居上。换一个角度看,美国在1894年GDP已是世界第一,直到第二次世界大战后才成为科技第一,中国同样可能也需要这么个过程。
近年来,中国芯片产业的进步是有目共睹的,我们已经从中低端解决了有无问题,国产CPU已在国内获得应用机会,未来将在此基础上,不断迭代、不断升级,从有到好。
- 从制造来说,中芯国际也取得了巨大进步,工艺制程从此前的28nm升级到了14nm,虽然台积电更快,但我们的进步是巨大的,如果没被光刻机卡住,我们肯定在7nm、5nm上已实现了突破;
- 在封测行业里,我们有长电、通富、华天;在半导体设备上,中微半导体、北方华创也实现了一定比例的国产替代;在半导体材料上,8英寸、12英寸的晶圆硅片,也有了一定的国产化比例;而在少数芯片领域,国产厂商也开始进入全球中高端应用市场,如华为海思的麒麟手机芯片等。
回顾历史,上世纪五六十年代,芯片是美国的天下,其实是没有日本韩国什么地位的,日本开始重视民族企业的发展,索尼,松下等企业才迅速发展。到了70年代末,日本芯片实力大大提高,能和美国扳手腕那种,同时以质量好,价格低的优势把美国产业打得落花流水。
再到八十年代末,日本半导体产业占全球70%甚至80%,美国意识到危机,在1982年开始搞日本,1985年对日发起301条款诉讼,美日签订《半导体条约》,就算美这样打压,日半导体在80年代末还是全球巨头,而美国就是以这种方式压垮了日本半导体。
同时,韩国三星在90年代发展起来,有韩国政府和美国的扶持,90年代末就超过日本美国,不过1997年亚洲金融危机,美国购买大量三星股票,占有量超50%。虽美国不直接干预三星内部事务,但三星大部分利润是被美国赚去了。可以说,三星就是美国的高级"打工仔",被美国控制住了。
讲了这么多历史,我们可以看出:
- 一是韩国日本半导体都曾经用10到29年来超过美国,但都被美国打压然后控制住了。
- 二是其实美国主要靠剥削别国利益,维持自身的强大,不过是美国先入手半导体产业,某种程度上占有一定优势而已,看看欧洲,一直没有发展出一个像三星、台积电这类巨头,总结就是美国的先发优势和资本优势,这又会吸引全球顶尖人才,不断良性循环。
结论就是:中国半导体是在没有建立显著优势的情况下,就被美国狠狠打压了,这一点与韩日不同,这意味着我们必须打破高耸的技术壁垒,前路艰难险阻啊。
三、最后,中国芯片产业什么时候能超过美国?这是个伪命题如今看来,中国芯片产业并不是要超过谁,而是要满足谁。搞清楚这个问题,是芯片产业发展的核心问题;芯片产业不是奥林匹克竞赛,看谁的芯片技术好,发个金银铜铁奖牌;那满足谁?满足中国日益增长的芯片需求。
全球举足轻重的中国IT产业集群对芯片需求占全球半导体的份额接近一半。我们每年2万多亿的进口额,本身就不是一个经济体的常态。
- 所谓“卡脖子”,不是说说而已,按照中国半导体的产业规划,到2025年,中国芯片自给率要达到70%,各种国内外统计渠道略有悲观,但是即使没有70%,即使是50%,这是一个万亿增量的大市场。
可是,面对这种巨大规模市场,芯片产能转移到中国,是未来十年的趋势,会有反复,但不会回头;没有人能够对抗不了经济运行的规律,只能顺势而为,不是逆势而行;中国的芯片行业是汪洋大海,不是小池塘,海纳百川,水大鱼大。
- 也就是说,等中国芯片产业等真正把这个需求满足了,估计就会对什么时候中国芯片产业超过美国的执念就放下了,真正是“风轻云淡,于事安然”。与其追求何时超越,不如立足当下,满足自需为重。
我们一定要明白一个道理:所谓的领先,绝对不单单是设备,更是其产业链;美国打击的也不仅仅是某一家,而是全部的产业链!曾经有位大佬画了一个图来解释在半导体产业链上我们与美国之间的巨大差距,看看这个图感觉挺好的。
- 你若要说几年能赶上,这还真说不好,个人认为不求快但求稳,别搞些乱七八糟的事,比如汉芯、弘芯等。如果企业追求、资金和国家关怀,三者一同就位,则构成了中国半导体发展几十年来前所未有的天时,假以时日,我们一定可以的!
国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?
差距有多大呢?
最近这两年我们大国崛起的声音越来越多,城市化水平越来越高,人均GDP越来越多。尤其是移动互联网,更是有了移动支付、共享单车这种走在前沿的创新,许多人都产生了一种错觉,中国科技突飞猛进终于可以吊打一切了。
但是,事实是中国在国防技术相关的商业航空器、半导体、生物机器、特种化工和系统软件等核心技术领域,和美国差距在10年以上。找点例子,大家感受一下。
来点手机行业的例子感受一下。手机上常用的大猩猩玻璃的前身是康宁公司在20世纪60年代生产的,具防弹功能的特种玻璃。
Iphone里使用的Siri是美国国防部先进研究项目局2003年投资的CALO计划。
中国国产手机里的操作系统都是谷歌的安卓操作系统。
很多中国国产产品每年都要向思科、高通、西门子、诺基亚等很多公司缴纳专利费。尤其是高通公司,每一个智能手机都要向高通缴纳专利费,要知道高通是3/4G领域的奠基者,在全球通信领域具有垄断地位,也因垄断被发改委罚款60亿人民币。
华为的麒麟970,技术架构是来自英国的ARM公司(现在是日本的)。芯片是台湾生产的,中国大陆没有生产能力。
随便说点计算机领域的计算机的核心--cpu,目前民用的只有两家intel和AMD,遗憾的都是美国的,由cpu引申出来的计算机主板芯片大多数也是这两家。你计算机里用的硬盘大多数都是美国的。制作显卡芯片的目前两家最大----AMD和英伟达,他们也是美国的。
中国的BAT虽然是世界级的软件公司,但是主营业务不是卖广告就是搞游戏。
我们看一下美国的IT巨头都在干什么?苹果,当年自己开发了CPU和硬件芯片对抗Intel,自己做操作系统对抗微软和谷歌,然后自己攒手机卖,就挣得比世界其他IT公司都多;谷歌,虽然跟百度一样发小广告,但是人家并购并发展了youtube和安卓系统,搞无人驾驶汽车,搞人工智能打败了围棋世界冠军,和NASA创办奇点大学;微软,虽然操作系统做的越来越烂,但微软在基础的软件编程平台、数据库、图像识别技术及各项开源软件都作出了杰出的贡献。亚马逊一家的云平台就占据了世界市场的50%。
而相比之下,中国没有世界级的国产数据库,没有世界级的编程语言。甲骨文给中国政府、如银行电信电力石油等央企提供一套数据库,便宜的几十万元,贵的更是数百万元。而这些数据显示着中国的经济情况,国家机密的数据都躺在美国人的数据库上。中国的企业始终致力于靠关系拿项目,而始终忽视了研发底层技术核心。在今天中国的市场环境下,没有一个中国公司具有美国公司那样高的视野和格局。
其他的是不想长篇大论的分析,希望大家好好认清现实。现阶段实现芯片全部自主化、国产化,基本不可能,所以要做的只能是站在巨人的肩膀上,利用好最先进的资源和技术,全力发展自己,在不断追赶中减少差距。
国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?
问的好~估计自中兴事件以来,中国人都关注这个问题吧。其实,这要分情况看,低端芯片领域我们并不比美国差,不用妄自菲薄;真正存在差距的是高端芯片,特别是IC芯片。
其实芯片行业或者是集成电路行业,整个范围是要比大家想的丰富的多的。芯片并不只有CPU,或者是NPU这些。我们用到的耳机,指纹识别,冰箱,电视,电梯等等都会用到大小不同功能不同的芯片,像电源所用的芯片,目前代工厂就可以满足国内需求。
真正存在巨大差距是高端芯片,总体来说就是三方面差距:
设计差距中国的经济体量巨大,所以我们不缺钱,我们缺的是什么?答案就是人才。首先要设计芯片,设计出来之后交给代工厂生产,设计芯片软件方面中国在世界上的占比为0%,国内目前芯片生产商最好的应该是中芯国际,最好的制程是14纳米,而台积电跟三星今年7纳米就要要量产了。中间差了二代。
光刻上的差距这主要就是光刻机的问题。光刻机目前美国处于垄断,造价和售价都是很贵的,每年量产不超过30台,国内目前只能购买国外淘汰掉的光刻机,绝大多数来源于日本。而且瓦森纳协议中,每过几年都会更新禁售列表,比如2010年90nm以下的设备都是不允许对中国销售的,到2015年就改成65nm以下的了,即便如此,我们购买二手光刻机还是需要美国的审批。
晶圆制备的差距这方面我们差距其实不是很大,目前IC芯片的衬底都是硅,需要运用电子级硅制造硅碇,再将硅锭精细切割,而中国即使是一些低端的国产率较高的芯片,其中很大一部分野都是买的国外的晶圆,然后自己切割,不过随着国内集成电路的发展,晶圆切割其实已经能慢慢实现了。
中国已经错过了一个发展的黄金期,再想要追赶付出的代价将会非常大,而在未来,人工智能、深度学习的大浪潮下,传统的通用计算会很吃力,而眼下新的发展机遇又会到来。这次中兴事件警钟的敲响,让我们重新开始认识到机遇的重要性,开始研制的寒武纪AI芯片,阿里达摩院规划的AI芯片都属于新领域芯片,希望这次芯片发展的快车,我们不会再被落下。
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