展讯通信在2017世界移动通信大会上,发布了基于英特尔先进的14纳米制程工艺,内置2.0ghz高性能的英特尔架构处理器,支持5模cat 7通讯、超高清视频播放、高分辨率屏幕显示及高达2600万像素摄像头。
这款芯片最大的亮点在于是由全球掌握最先进制造技术的intel为这款芯片代工,而且是采用的是intel目前最好的14nm制造工艺。可以说,展讯sc9861g-ia开了intel为中国ic设计公司代工芯片的先河。那么缘何intel愿意为中国芯代工,这是否意味着国产cpu崛起有望?
intel有最好的制造工艺
intel从过去鲜有为其他厂商代工芯片,一直以来,虽然台积电在芯片代工领域的市场份额独占鳌头,但在芯片制造工艺上,intel始终掌握了最先进的技术。举例来说,虽然同样是14nm制造工艺,三星的14nm制造工艺就和intel的14nm制造工艺有不小的差距。据业内人士表示,由于存在指标注水的情况,三星的14nm制造工艺与intel的20nm制造工艺相当。
虽然台积电的16nm制造工艺也存在注水的情况,但水分要比intel的小,而这也是三星代工的14nm制造工艺的苹果a9处理器不如台积电的16nm制造工艺的原因。然而,intel即便有最好的制造工艺,但其的代工业务规模很小,前intel发言人jon carvill也曾表示:intel的目前的重点是设计自己的产品,而非竞争对手。
intel曾经独霸天下
如今intel一反常态开始帮助展讯代工芯片,其中的原因既和intel的发展经历有关,也是芯片行业垄断化竞争的结果。一直以来,intel在半导体制程工艺上都具有较大优势。这也为intel在pc市场与amd的竞争中带来基础。在奔腾四追求畸形的高频低能时代,intel主要竞争对手是amd,竞争核心是纯粹的cpu性能。
在吃够了奔四的亏以后,intel洗心革面在当年设计极为出色的p6架构(比如奔iii的图拉丁核心)基础上衍生出了迅驰以及酷睿等成功产品,不仅在cpu性能上压倒性超越amd,并且逐渐整合了北桥,南桥,集成显示核心等。
这个过程中,一系列第三方接口芯片商,显示核心商彻底失去了市场,一台最简化的电脑可以只剩下intel的cpu+集成电源管理芯片(如axp系列)+无线芯片+ram+存储(ssd/emmc)+音频/触摸/显示控制等少数几块芯片。
但就在intel独霸电脑芯片,以为即将大功告成的时候,arm的异军突起带来颠覆性时代。arm虽然只是一个只授权不生产的企业,但是和intel的竞争却是intel+cisc架构+wintel联盟+桌面/笔记本电脑 与 arm+risc架构+linux衍生系统+智能手机/平板(移动设备)之间的较量。
放弃arm业务棋差一招
intel很失败的一步,就是自己主动放弃arm业务(xscale),给了arm阵营难得的爆发期。arm7是arm有今天的第一功臣,完整的指令集,小巧的架构,即使没有mmc单元,也能配合uclinux搭建极为精简的嵌入式系统,开发难度和门槛都极低,再加上半导体工艺,功耗,液晶显示,存储技术恰逢其时,伴随着各种移动设备,arm7如同当年经典的8051一样全面开花,在极短时间内就培养出庞大的生态圈。可以说,当intel好不容易怼过amd,却发现整个cpu领域陷入了arm洪水。
移动设备的涵盖面,包含并远远超过电脑的范围,原本和电脑不太搭边的移动通信技术,高精度成像技术,各种运动/姿态/定位传感器技术等,高精度显示和触摸,电磁笔等都成了标准技术涵盖面之内,而这些技术的链接核心是移动设备(手机)而不是电脑,intel在电脑领域打下来的优势,反而成了挥之不去的劣势。因此intel从电脑时代独霸的角色,成了移动设备时代必需与人合作的角色。
面对arm冲击不得不与中国公司合作
在此情形下,合作是大势所趋,问题在于,ic领域经历过混战幸存到现在的企业,基本上都是intel的直接竞争对手。电子行业,半导体行业有庞大的世界级代工企业,就是这种竞争下的产物,代工企业单纯代工,不做自有品牌,不构成直接竞争,这样才能有占据市场份额,比如台积电。
英特尔ceo科再奇(右)和紫光集团董事长兼总裁赵伟国
但作为强悍的idm厂商的intel 显然不是单纯的代工厂,这就是intel难以给第三方代工的重要因素。而展讯却是少有的和intel互补远远多于竞争的企业,所以才有合作的基础。因此2014年intel投资15亿美元给紫光旗下的展讯和瑞迪科,并授权其使用x86架构处理器,于是intel为展讯代工也就水到渠成了。
中国ic设计公司流片渠道脆弱
对于国内自主设计的cpu,台积电是有限制的,自主设计的cpu都只能找代理去流片。加上中芯国际很多设备采购自国外签了一大堆限制性条款,龙芯在境内代工的芯片对其代工厂也只能模糊的说是境内代工。
这很大程度上限制了国内自主设计cpu公司的成长和发展。虽然中资收购了法国soitec公司部分股份后,soitec公司承诺中方的ic设计厂商能够通过格罗方德和三星的代工厂来获得使用fd-soi技术,同时soitec公司还承诺如果未来中国大规模采用了这个技术,需要多少晶圆都可以提供。
也就是说,中方的ic设计厂商能够使用能够通过格罗方德和三星的代工厂来获得使用fd-soi技术——中国cpu可以找格罗方德和三星来代工,但这毕竟还是一个画饼,而且格罗方德和三星也开始转向finfet技术,fd-soi技术也存在成本偏高的问题。
而最近小米发表的澎湃s1也采用hpc+工艺流片,那这很可能是台积电的工艺,由台积电代工。而非过去猜测的中芯国际。因此,intel为中国芯代工,这是不仅可以使国内ic设计公司获得最好的制造工艺,也能扩宽国内ic设计公司的流片渠道。
国产cpu何时崛起
目前,手机芯片基本被arm垄断,pc和服务器基本被intel垄断,这其中不仅仅是intel和arm芯片性功功耗优异的因素,还有其成功的商业模式,以及国外企业从半导体原材料、半导体设备、ic设计、晶圆代工、封装测试整条产业链的巨大优势。
目前,在半导体设备上,国内的高端光刻机完全依赖进口,只有部分封装设备和刻蚀机可以自己生产。在原材料上很多也是依赖国外企业,像用于制造cpu的晶圆,5大厂中没有一家是境内公司,很大程度上也是依赖进口。在ic设计上,国内自主设计的龙芯、申威更多用于超算、安全、装备、网安以及一些嵌入式应用,在市场上的手机、pc、服务器上非常罕见,国内大多数ic设计公司都是购买arm的cpu授权,或者购买ibm、amd、via的技术授权。
在晶圆代工上,中芯国际去年才掌握28nm hkmg工艺,而且良率还存在一定问题,而台积电的16nm已经量产快2年了,技术差了2代,和intel比的话差距更大。唯独在封装测试上,境内企业和境外企业的差距较小,估计到2020年基本可以追平境外企业的技术水平。
因此,中国芯要想崛起,国产cpu要想进入千家万户,不是像从事自主cpu设计的龙芯、申威,从事cpu代工的中芯国际,从事封装测试的长电科技,从事半导体设备制造的中微半导体、上海微电子等几家企业能够实现的。必须有赖于整个产业链的发力。
总而言之,国产cpu要想赶超intel依旧任重道远。
USB-RS232转换器芯片的特点与优势
航天器为何经常是“黄袍加身”?
OLED主流生产技术的那些事
戴尔Inspiron灵越15 5000笔记本怎么样?办公娱乐首选灵越 15
梅卡曼德机器人公司看准市场痛点 凭3D视觉不断前进
国内自主设计CPU有望“芯”突破
音叉液位开关的接线方法图
面向业务管理中业务层与管理层接口研究与设计
【回顾往年CES】高通在展会上透露更多骁龙835处理器细节
北京2023年6月15-17日《硬件电路可靠性设计、测试与案例分析》即将开课!
什么是插入式封装
以C8051FF330D单片机为控制核心的可编程恒流源控制器设计
Win11正式版发布倒计时,你的电脑准备好了吗?
富士通改名富微电告别旧时代 中国封装测试企业加码“芯”动力
EtherCAT总线在工业机器人上的应用
使用NVIDIA Omniverse构建3D工具和应用程序
诺基亚8即将发布:诺基亚8真机谍照曝光,5.3英寸+2K屏+卡尔蔡司认证双摄
爱立信将于2019年在全球范围内助力开启5G网络
互联网医疗的作用之医疗流程的再造
DC电源模块过压保护功能介绍