芯片被譽為當(dāng)今一個國家科技發(fā)展水平最真實焦辅，也是最前沿的體現(xiàn)之一博杖，同時芯片也是各國競相角逐的國之重器，眾所周知筷登，我國擁有全球最大的半導(dǎo)體市場剃根，在集成電路領(lǐng)域也已經(jīng)躍居全球第二大設(shè)計市場，但是當(dāng)前除了移動終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部分集成電路產(chǎn)品占有率超過10%意外前方，高端芯片我們的市場占有率幾乎為零狈醉。
在今年上半年，我國明顯加快了微電子惠险、集成電路等產(chǎn)品的研發(fā)速度和進(jìn)度苗傅，這點不但從領(lǐng)導(dǎo)人視察等重視程度提升之外紧寺，對于科技企業(yè)來說，對于芯片研發(fā)的投入力度也在加大靶疟，這其中包含了人力投入和資金投入等等虾脆，從數(shù)字上，整個投資增長了43.6%脂桂，相較以前這其實是一個質(zhì)的飛躍压伸。
“芯片熱”的爆發(fā)
我國芯片市場的爆發(fā)其實源于市場自身需求以及政府的大力扶持，尤其是在2003年前有港驶，當(dāng)時大量資金的投入帶動了整個集成電路市場的快速發(fā)展项驮，市場需求作為導(dǎo)向也帶來的海量的市場需求，2005年泊嗤，憑借攝像頭芯片業(yè)務(wù)，中星微電子登陸納斯達(dá)克颈冶，成為國內(nèi)第一個登陸納斯達(dá)克的芯片企業(yè)垮袭。
2006年之后我國的集成電路科技創(chuàng)新主要集中在高端芯片領(lǐng)域的開拓和創(chuàng)新，在這幾十年當(dāng)中摆抑，在集成電路方面我國也出現(xiàn)了幾次集中發(fā)展的契機和浪差转砖，但是客觀來說，由于技術(shù)相對落后鲸伴，再加上前瞻性和戰(zhàn)略視野的缺少府蔗，使得我們一直處在追趕的角色當(dāng)中，高端芯片的研發(fā)速度也相對受到制約和放緩汞窗。
不可否認(rèn)的是姓赤，摩爾定律的放緩使得整個芯片領(lǐng)域的研發(fā)速度也在放慢，芯片每研發(fā)一步其難度相比以前都加大了不少仲吏。目前的解決方案是通過光學(xué)信號處理(光子計算和光子芯片)和AI突破摩爾定律的限制不铆，這也必將帶來芯片技術(shù)發(fā)展的新形勢和新機遇。因此裹唆，在世界新一輪科技革命同我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的歷史性交匯點誓斥。
傳統(tǒng)芯片我們該堅持嗎?
在筆者看來，傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域當(dāng)中要想實現(xiàn)完全的國產(chǎn)化替代许帐，需要較長的時間和較多的投入劳坑，因此我們應(yīng)該做到有所為有所不為〕善瑁基站芯片的成熟度和高可靠性要求與消費級芯片不可同日而語距芬，從開始試用到批量使用起碼需要兩年以上的時間，呈現(xiàn)技術(shù)更迭快堆浴、門檻高和自給率低的特點秘鳞。
高性能的FPGA芯片目前基本由國外的企業(yè)壟斷著垛夷，尤其是在融合芯片領(lǐng)域當(dāng)中軟件定義無線電系統(tǒng)仍然具備很強的優(yōu)勢，因此后續(xù)我們可以實現(xiàn)該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)一步提升叔人。
目前致煎，lntel在高端服務(wù)器處理器芯片的市場占有率已經(jīng)高達(dá)99%，其X86架構(gòu)加上微軟的軟件生態(tài)伍奏，已經(jīng)處于絕對壟斷的地位屠蚌。但是，近年在云計算肿蚂、大數(shù)據(jù)和人工智能推動下啊衣，服務(wù)器市場需求強勁。全球又掀起了一股高端服務(wù)器處理器芯片競爭熱潮措找。
值得一提的是糖追，尤其是在AMD推出了其Zen芯片之后，其突破性的性能已經(jīng)可以和英特爾最快的10納米芯片相匹敵蝗羊，放眼國內(nèi)藏澳，目前我們的自主研發(fā)高端芯片當(dāng)中已經(jīng)嵌入了符合中國商用密碼算法的標(biāo)準(zhǔn)和解決方案，由于Wintel生態(tài)過于強大耀找，考慮到運行在云端的軟件無須傳承于任何傳統(tǒng)企業(yè)翔悠，我們在高端服務(wù)器芯片上的突破應(yīng)該從ARM、云計算和Linux生態(tài)入手野芒，以保證足夠的設(shè)計蓄愁、創(chuàng)新和提升空間。
下一代重點：光子集成芯片
光子集成技術(shù)自從2010年以來就進(jìn)入了高速發(fā)展的階段狞悲，國際上也有很多國家開始在圍繞著這一領(lǐng)域展開全面的研發(fā)與合作撮抓，其目的就是為了實現(xiàn)基于半導(dǎo)體材料或者二維晶體材料的光電混合。因此摇锋，未來這一技術(shù)創(chuàng)新必將會帶來很大的市場需求胀滚，同時這一領(lǐng)域也將會成為未來芯片領(lǐng)域角逐的重點層面，所以我們要發(fā)力乱投。
客觀來說咽笼，目前我國光子集成技術(shù)還是處于起步階段，目前制約我們這一領(lǐng)域發(fā)展的問題主要集中在人才匱乏卤檐、研究碎片化僚魁、缺乏系統(tǒng)架構(gòu)研究等等問題當(dāng)中，不過幸運的是迟铺，我們國家已經(jīng)開始進(jìn)行超前的布局视樱，開始在重點領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)劃和資金的投入，所以我們?nèi)匀挥邢Ｍ谶@一領(lǐng)域趕上并且超過國外舅狭。
光子計算被認(rèn)為是突破摩爾定律的有效途徑之一哼曙，且更適合線性計算扯涝。光子器件的開關(guān)速度比電子器件更快，而且光波具有不同的波長液互、頻率锣猜、偏振態(tài)和相位信息，可以用來代表不同的數(shù)據(jù)匈歼，因而光子計算具有內(nèi)稟的高維度的并行計算特性俊伯。
人工智能AI或許帶來新的突破
我們都知道，近幾年人工智能技術(shù)開始被應(yīng)用在了許許多多的行業(yè)當(dāng)中飞校，對于芯片領(lǐng)域來說也不例外阅酪，當(dāng)前已經(jīng)有很多企業(yè)在其芯片研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中融入了人工智能的元素，但是汁针，不管是當(dāng)前的CPU术辐、GPU還是FPGA，在AI芯片本質(zhì)上來看其實還并不能算是真正的AI芯片施无，它們往往無法滿足AI的需求辉词。
通常CPU和GPU被設(shè)計成用來運行完整的程序，不是數(shù)據(jù)驅(qū)動的帆精。而機器學(xué)習(xí)與CPU和GPU處理完全不同，是不斷訓(xùn)練程序使用數(shù)據(jù)的過程隧魄，然后在不進(jìn)行明確編程的情況下進(jìn)行推理卓练，需要完全不同類型的處理器。
AI芯片需要循環(huán)使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)购啄，必須擅長處理數(shù)據(jù)之間的連接關(guān)系襟企，比如可以用圖形表示數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性和其他關(guān)系∈ê可以說顽悼，AI的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的總體目標(biāo)是創(chuàng)造大而復(fù)雜的連接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)不僅可以是稀疏的甸持、多層級的孝仅，而且可以彼此循環(huán)、學(xué)習(xí)和改進(jìn)珊娩。
綜上所述逊参，芯片的研發(fā)和架構(gòu)的創(chuàng)新體現(xiàn)了一個國家科技成果的創(chuàng)新地步，一旦在這一領(lǐng)域當(dāng)中能取得突破性的成果晕财，那么將會是帶動整個國力的大幅度提升洪铣，有很多業(yè)界專家表示，目前我們正處在處理器芯片發(fā)展的黃金階段姿味，因此我們更應(yīng)該抓住這一市場發(fā)展機遇学和，加快投入和研發(fā)力度孔选，并且結(jié)合國內(nèi)應(yīng)用市場的需求，去研發(fā)出真正適合國內(nèi)市場領(lǐng)域發(fā)展的芯片產(chǎn)品袋滔，才是芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在厨鸣。
在今年上半年，我國明顯加快了微電子惠险、集成電路等產(chǎn)品的研發(fā)速度和進(jìn)度苗傅，這點不但從領(lǐng)導(dǎo)人視察等重視程度提升之外紧寺，對于科技企業(yè)來說，對于芯片研發(fā)的投入力度也在加大靶疟，這其中包含了人力投入和資金投入等等虾脆，從數(shù)字上，整個投資增長了43.6%脂桂，相較以前這其實是一個質(zhì)的飛躍压伸。
“芯片熱”的爆發(fā)
我國芯片市場的爆發(fā)其實源于市場自身需求以及政府的大力扶持，尤其是在2003年前有港驶，當(dāng)時大量資金的投入帶動了整個集成電路市場的快速發(fā)展项驮，市場需求作為導(dǎo)向也帶來的海量的市場需求，2005年泊嗤，憑借攝像頭芯片業(yè)務(wù)，中星微電子登陸納斯達(dá)克颈冶，成為國內(nèi)第一個登陸納斯達(dá)克的芯片企業(yè)垮袭。
2006年之后我國的集成電路科技創(chuàng)新主要集中在高端芯片領(lǐng)域的開拓和創(chuàng)新，在這幾十年當(dāng)中摆抑，在集成電路方面我國也出現(xiàn)了幾次集中發(fā)展的契機和浪差转砖，但是客觀來說，由于技術(shù)相對落后鲸伴，再加上前瞻性和戰(zhàn)略視野的缺少府蔗，使得我們一直處在追趕的角色當(dāng)中，高端芯片的研發(fā)速度也相對受到制約和放緩汞窗。
不可否認(rèn)的是姓赤，摩爾定律的放緩使得整個芯片領(lǐng)域的研發(fā)速度也在放慢，芯片每研發(fā)一步其難度相比以前都加大了不少仲吏。目前的解決方案是通過光學(xué)信號處理(光子計算和光子芯片)和AI突破摩爾定律的限制不铆，這也必將帶來芯片技術(shù)發(fā)展的新形勢和新機遇。因此裹唆，在世界新一輪科技革命同我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的歷史性交匯點誓斥。
傳統(tǒng)芯片我們該堅持嗎?
在筆者看來，傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域當(dāng)中要想實現(xiàn)完全的國產(chǎn)化替代许帐，需要較長的時間和較多的投入劳坑，因此我們應(yīng)該做到有所為有所不為〕善瑁基站芯片的成熟度和高可靠性要求與消費級芯片不可同日而語距芬，從開始試用到批量使用起碼需要兩年以上的時間，呈現(xiàn)技術(shù)更迭快堆浴、門檻高和自給率低的特點秘鳞。
高性能的FPGA芯片目前基本由國外的企業(yè)壟斷著垛夷，尤其是在融合芯片領(lǐng)域當(dāng)中軟件定義無線電系統(tǒng)仍然具備很強的優(yōu)勢，因此后續(xù)我們可以實現(xiàn)該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)一步提升叔人。
目前致煎，lntel在高端服務(wù)器處理器芯片的市場占有率已經(jīng)高達(dá)99%，其X86架構(gòu)加上微軟的軟件生態(tài)伍奏，已經(jīng)處于絕對壟斷的地位屠蚌。但是，近年在云計算肿蚂、大數(shù)據(jù)和人工智能推動下啊衣，服務(wù)器市場需求強勁。全球又掀起了一股高端服務(wù)器處理器芯片競爭熱潮措找。
值得一提的是糖追，尤其是在AMD推出了其Zen芯片之后，其突破性的性能已經(jīng)可以和英特爾最快的10納米芯片相匹敵蝗羊，放眼國內(nèi)藏澳，目前我們的自主研發(fā)高端芯片當(dāng)中已經(jīng)嵌入了符合中國商用密碼算法的標(biāo)準(zhǔn)和解決方案，由于Wintel生態(tài)過于強大耀找，考慮到運行在云端的軟件無須傳承于任何傳統(tǒng)企業(yè)翔悠，我們在高端服務(wù)器芯片上的突破應(yīng)該從ARM、云計算和Linux生態(tài)入手野芒，以保證足夠的設(shè)計蓄愁、創(chuàng)新和提升空間。
下一代重點：光子集成芯片
光子集成技術(shù)自從2010年以來就進(jìn)入了高速發(fā)展的階段狞悲，國際上也有很多國家開始在圍繞著這一領(lǐng)域展開全面的研發(fā)與合作撮抓，其目的就是為了實現(xiàn)基于半導(dǎo)體材料或者二維晶體材料的光電混合。因此摇锋，未來這一技術(shù)創(chuàng)新必將會帶來很大的市場需求胀滚，同時這一領(lǐng)域也將會成為未來芯片領(lǐng)域角逐的重點層面，所以我們要發(fā)力乱投。
客觀來說咽笼，目前我國光子集成技術(shù)還是處于起步階段，目前制約我們這一領(lǐng)域發(fā)展的問題主要集中在人才匱乏卤檐、研究碎片化僚魁、缺乏系統(tǒng)架構(gòu)研究等等問題當(dāng)中，不過幸運的是迟铺，我們國家已經(jīng)開始進(jìn)行超前的布局视樱，開始在重點領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)劃和資金的投入，所以我們?nèi)匀挥邢Ｍ谶@一領(lǐng)域趕上并且超過國外舅狭。
光子計算被認(rèn)為是突破摩爾定律的有效途徑之一哼曙，且更適合線性計算扯涝。光子器件的開關(guān)速度比電子器件更快，而且光波具有不同的波長液互、頻率锣猜、偏振態(tài)和相位信息，可以用來代表不同的數(shù)據(jù)匈歼，因而光子計算具有內(nèi)稟的高維度的并行計算特性俊伯。
人工智能AI或許帶來新的突破
我們都知道，近幾年人工智能技術(shù)開始被應(yīng)用在了許許多多的行業(yè)當(dāng)中飞校，對于芯片領(lǐng)域來說也不例外阅酪，當(dāng)前已經(jīng)有很多企業(yè)在其芯片研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中融入了人工智能的元素，但是汁针，不管是當(dāng)前的CPU术辐、GPU還是FPGA，在AI芯片本質(zhì)上來看其實還并不能算是真正的AI芯片施无，它們往往無法滿足AI的需求辉词。
通常CPU和GPU被設(shè)計成用來運行完整的程序，不是數(shù)據(jù)驅(qū)動的帆精。而機器學(xué)習(xí)與CPU和GPU處理完全不同，是不斷訓(xùn)練程序使用數(shù)據(jù)的過程隧魄，然后在不進(jìn)行明確編程的情況下進(jìn)行推理卓练，需要完全不同類型的處理器。
AI芯片需要循環(huán)使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)购啄，必須擅長處理數(shù)據(jù)之間的連接關(guān)系襟企，比如可以用圖形表示數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性和其他關(guān)系∈ê可以說顽悼，AI的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的總體目標(biāo)是創(chuàng)造大而復(fù)雜的連接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)不僅可以是稀疏的甸持、多層級的孝仅，而且可以彼此循環(huán)、學(xué)習(xí)和改進(jìn)珊娩。
綜上所述逊参，芯片的研發(fā)和架構(gòu)的創(chuàng)新體現(xiàn)了一個國家科技成果的創(chuàng)新地步，一旦在這一領(lǐng)域當(dāng)中能取得突破性的成果晕财，那么將會是帶動整個國力的大幅度提升洪铣，有很多業(yè)界專家表示，目前我們正處在處理器芯片發(fā)展的黃金階段姿味，因此我們更應(yīng)該抓住這一市場發(fā)展機遇学和，加快投入和研發(fā)力度孔选，并且結(jié)合國內(nèi)應(yīng)用市場的需求，去研發(fā)出真正適合國內(nèi)市場領(lǐng)域發(fā)展的芯片產(chǎn)品袋滔，才是芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在厨鸣。
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