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国产芯片14nm美芯5nm如斯大年夜的差距一旦发生战役会若何?_芯片_架构

落叶飘零 2025-01-05 06:08:04 0

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实际上,自2022年12月尾台积电官宣量产3nm工艺后,苹果、高通就已经向台积电下了订单,估量2023年三季度实现出货。

再看国产芯片,中芯国际代表着最前辈工艺,目前仅能实现14nm工艺的量产。
与美芯5nm工艺相差两代,与台积电3nm相差3代。

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那么问题来了,我们假设有一天发生战役,国产芯片家当会涌现哪些问题?我们又该如何面对呢?

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(图片来自网络侵删)
芯片差距详细在哪里?

我们都知道国产芯片与前辈芯片有很大差距,那么详细表现在哪里呢?

第一、芯片架构

架构是芯片的根本,是芯片厂商给同一系列的芯片定的一个规范,目的是区分不同类型的芯片。

目前,芯片架构紧张有两大阵营,一个因此英特尔、AMD为代表的X86架构;另一个是ARM架构。
这两种架构霸占了95%以上的市场。

第三大架构RISC-V只管目前市场份额很小,但一贯被认为是未来的主流。
它创始于加州伯克利分校,它最大的特色是可以自由的用于任何目的,并许可任何人设计、制造、发卖。

国产芯片很多,龙芯、兆芯、鲲鹏、海光、飞腾、申威、麒麟、虎贲等等,但是绝大部分都采取了第三方架构。

鲲鹏、飞腾、麒麟、虎贲采取了ARM架构;海光、兆芯采取了X86架构;申威采取了谷歌淘汰的alpha架构。
只有龙芯采取自主研发的LoongArch架构。

在俊秀国限芯令下,ARM谢绝我们利用最新研发的Neoverse V1 、N2架构,X86的高性能芯片也很难拿到。

如果发生战役,那么ARM、X86架构的芯片基本没戏了,唯一能正常利用的恐怕只剩下龙芯了。

龙芯目前只利用在桌面、做事器端,移动端、嵌入端很少,并且龙芯整体掉队英特尔5年旁边。

第二、芯片设计工具

从麒麟芯片中可以看出,我们在芯片设计方面还是很有实力的,完备可以做到国际领先。
但是,在EDA软件方面,我们明显掉队了。

EDA便是电子设计自动化,是芯片设计必需的一种工具,我们又称它为EDA工具。

目前天下领先的EDA软件商,分别为新思科技、锴登电子、西门子EDA,清一色的欧美企业。

这三家企业的EDA工具,不仅打破了5nm、3nm技能,而且又各自有着自身的上风,同时掌控了70%以上的市场份额,垄断了7nm以下的市场。

内地企业华大九天,只管继续了熊猫软件的衣钵,但是与“三巨子”差距甚远,仅能知足16nm芯片设计,并且技能人才只有500人,远低于三巨子几千人的设计团队。

因此,天下前辈的芯片设计厂商都采取三巨子的EDA工具。

第三、芯片制造

芯片制造一贯是我们的软肋,台积电、三星目前已经实现了3nm的量产目标,英特尔即将量产7nm工艺。

内地芯片制造企业中芯国际实现了14nm量产,掉队台积电、三星3代,英特尔2代。

因此,即便华为海思能够设计出新进的麒麟9000、9010,也无法制造出来。

最为要命的是,除了制造履历、制造技能外,设备成为了最致命的弱点。

第四、半导体设备

在半导体设备,尤其是EUV光刻机上,我们仍旧,乃至长期处于弱势。

EUV光刻机搜集了欧、美、日、韩等多个国家,约2000多家企业的前辈技能,共同打造了一款极为精密的芯片制造设备。

荷兰ASML是唯一的集成商,并且节制了10%的核心技能。

EUV光刻机的难点紧张在光源、透镜、事情台、浸没系统、精密轴承等方面,冲要破这些技能须要十几年,乃至几十年的技能沉淀。

海内的上海微电子目前能够制造90nm的光刻机,在精确度方面掉队EUV光刻机三代。

很多网友,乃至部分专家都抱负着弯道超车,实在根本不可能。
必须要一代一代的更迭。

举例来说,上海微电子的光刻机镜头,是长春物理研究所“啃了8年硬骨头”才实现打破的。
而后面的打破则更难。

第五、半导体材料

芯片制造一定须要半导体材料,硅片、电子气体、掩膜版、抛光液和抛光垫、光刻胶及光赞助制剂、湿化学品、溅射靶材被称为6大半导体材料。

这6大半导体材料占全部材料的87%,利用数量、利用率非常高。

目前,这6种材料紧张被日、美、韩所把控,国产材料不仅霸占率很低,而且在品质、技能、专利方面仍旧欠缺。

只管海内的沪硅家当、南大光电等半导体材料企业,发展迅速,但仍旧很难知足海内弘大的需求。

总的来说,架构、EDA工具、制造、EUV光刻机、半导体材料仍旧是制约国产芯片发展的最大障碍,这些难题仍须要我们下大力气去办理。

那么,这些差距会在战役中表示出来吗?

战役所需的芯片

当代战役与古代冷兵器,二战机器武器有很大的不同。

航空母舰、核潜艇、卫星导航、侦察卫星、洲际导弹、巡航导弹、反卫星导弹、导弹防御系统、战斗机、轰炸机、预警机,等当代化武器都会派上用场。

即便是坦克、装甲车、火箭炮等武器也是经由多次升级,配有大量的电子设备。

这些武器都有一个共同点,便是全部装有大量的航天级芯片。

例如:F22战斗机装有500nm工艺的Power PC603 芯片,北斗导航卫星装有180nm龙芯1E芯片和龙芯1F芯片。
毅力号火星车采取了250nm的Power 750 CPU。

这些芯片共同特点是:工艺制程都很大,同时在稳定性、抗辐射性、耐高低温、防水防尘方面都很出色。

这些芯片事情环境在-55℃—125℃之间,哀求具有赞助电路和备份电路设计、多级防雷设计、双变压器设计、抗滋扰设计、多重短路保护、多重热保护、超高压保护等。

航天级芯片工艺制程并不精密,但造价却很高。
例如,2016年时,龙芯1E和龙芯1F的售价就达到了几万元一片,而入口的ATMELAT697乃至达到了20万到30万一片。

可以看出来,战役一旦启动,那便是烧钱。

短期的小规模战役,利用现有武器就可以了,但是像俄罗斯与乌克兰这样的持久战,就必须要工厂火力全开,24小时造武器、造芯片了。

好在工业级芯片基本都是28nm工艺,并且造价方面比航天级芯片要低,掩护用度也不太高。

工业级芯片事情环境在-40℃—185℃之间,哀求具有多级防雷设计、双变压器设计、抗滋扰设计、短路保护、热保护、超高压保护等。

同时包括防水、防腐、防潮、防霉变处理。

工业级芯片带有自检功能,造价稍高,但掩护用度相对较低。

表面上看起来,武器、工业不须要14nm以下的高端芯片,国产制造完备能够知足,但是有一点我们忽略了,那便是超算在战役中的浸染。

一、超算在核武器中的运用

一是,掩护存储核武数据,确保核武库安全;二是,进行仿照核爆,支撑核武器研发升级。

二、超算运用在气候战

未来,景象将成为一种力量更加器,美军已将气候剖析技能列为重点发展的武器技能之一,操持2025年具备掌控200平方公里区域景象的能力。

一旦节制了气候武器,可以制造人工降雨、干旱、飓风,使对手陷入大水、干旱、飓风中。

同时还可以制造激光闪电,击落敌方战机,制造微波滋扰对手的通信和雷达系统。

三、数值风洞

利用超算打算出数值风洞,获取干系数据,进行剖析研究后,可以得到更多的空气动力特性。

超算支撑下的数值风洞,在超声速武器、战斗机、航天器等装备的设计过程中.扮演越来越主要的角色。

四、基因武器

基因武器对人口规模超大的国家,可以说是致命的,它可以针对特定的基因人群履行攻击。

在超算的赞助下,人类基因测序完成。
人们对基因武器的研究越来越深入,对超算的需求也越来越大。

未来,随着超算的升级,基因武器也随之升级,一旦用于实战,无疑把全体种族置于危险田地。

此外超算在剖析沙场形势,仿照实战,进行推演等方面拥有着更大上风,因此超算已经成为各国的必争之地。

但是目前,环球前十大超级打算机排名中,中国仅入围两款,神威太湖之光和天河二号,排在第六和第九名。

最关键的是这十大超级打算机中,主流仍旧是英特尔X86架构的芯片,最开始时中国的超级打算机也利用它,比如天河1号、天河2号,此外也有利用IBM芯片的打算机。

目前,神威太湖之光利用了国产“申威26010”众核处理器,但是其架构仍旧是购买的alpha架构,算不上纯国产。

以是,一旦发生战役,短期内军工、工业芯片是可以知足的,但是在超算方面会明显感到吃力。

如果陷入持久战,那么芯片架构、工具、设备、材料都会受到断供的威胁。

消费级芯片

国产芯片最致命的仍旧是消费级芯片,智好手机、个人电脑、可穿着。

很多网友认为这些无关紧要,实在并非如此。
这些芯片可以最大程度的刺激消费、拉动经济、创造外汇。

而经济是工业、农业、军事、科技发展的基石,没有经济统统都是虚的。

我们以俄罗斯为例,俄罗斯继续了苏联的衣钵,在军事方面的实力十分刁悍。
俄罗斯是环球唯二的具备三位一体核打击能力的国家,其余一家是美国,我国暂不具备。

在洲际导弹方面,俄罗斯仍是环球第一,在核潜艇方面也不遑多让。
火箭发动机、战斗灵活员机、运输机方面依然天下领先。

但是,俄乌战役发生后,俄罗斯的表现让人大跌眼镜,并没有表现出战斗民族和天下第二军事大国的风范,其根本缘故原由还是经济问题。

经济制约了俄罗斯的芯片发展,为了武器正常利用只能拆掉冰箱、洗碗机上的芯片,坦克工厂乃至由于芯片而停产。

以是,消费级芯片非常主要,它是经济发展的马车,而经济又是军事的基石,这是环环相扣,相互影响的。

写到末了

国产芯片14nm,美芯5nm,巨大的差距,一旦发生战役就会显现出巨大的差距。

只管常规武器、航母、导弹、飞机、卫星不会受到芯片制约,但是最大的助力超算会受到制约,进而影响全体战局。

而消费级芯片则会受到更大的打击,直接影响经济,进而影响到工业、农业、军事等多个领域。

以是,芯片掉队影响的是全局,只有努力搞自主研发,打破封锁,实现领先,才能彻底改变局势。

我是科技铭程,欢迎共同谈论!

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