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    5G開源讓半導體不再神秘,誰能成為芯片行業的領

    來源:未知添加時間:2018/12/17 點擊:

    關于CPU操作系統“缺芯少魂”的話題,媒體已經反思了近20年。

     

    可其實早在20年前,半導體行業就已經在世界上被定義為跟鋼鐵石油一樣的“夕陽產業”,靠著Intel前CEO貝瑞特創造的Tick-Tock芯片升級戰略——俗稱的擠牙膏,才勉強支撐下來。

     

    近20年來,歐美日韓臺已經因為市場環境太差倒下了大批半導體企業。直到近年來智能手機市場的崛起,才迎來了短暫的不到十年的第二春,可智能手機也不行了。

     

    其實消費電子如此普及的今天,芯片技術已經不再是高精尖行業,以目前國內半導體產業的技術水平,就算刨除臺灣地區的積累,也處于國際一線水平。即便放任自流的發展下去,也會繼續繁榮下去。國內真正落后的技術,是生物科技產業,這是一個至今未能與國際市場接軌的行業。但我們卻因為各種問題,陷入在轉基因迷信里無法自拔。

     

    滾滾而來的5G市場正在推動開源芯片快速發展,進入7nm制程的晶圓制造代工技術,已經觸碰到了半導體技術的天花板,技術發展失去了上升的潛力,整個半導體市場的門檻將會越來越低。

     

    今天的半導體行業,猶如19世紀初期的紡織行業一樣,已經從世界各國必爭的高科技下落凡塵,成為普通的夕陽制造產業。

     

    技術停滯核心開源,半導體現狀復雜

     

    半導體行業目前正在復制軟件行業開源模式的奇觀,進入到開源定制芯片時代。自從OpenRISC開源芯片框架發布以來,SPARC、PowerPC、alpha等紛紛投入開源領域。隨著開源芯片框架RISC-V的成熟,連ARM都開始試著開放了Cortex-M0/M3內核,國內爭議頗多的龍芯也將旗下的GS132和GS232兩款CPU內核開源。

     

     

     

    因為半導體開源時代的到來,整個市場面臨洗牌重組,所以才出現了博通吞高通、Google特斯拉Amazon自己研發芯片、國內掀起自主研發熱潮這些景象。但對于現在的芯片市場來說,所謂的“自主研發”并不重要,重要的是打造了一個優秀的開源芯片平臺。

     

    現在,隨便一個用戶都可以到這些開源芯片的網站上,下載完整成熟的芯片設計IP。再加上世界范圍內成熟的晶圓代工體系、摩爾定律失效、芯片制造技術的發展已經觸頂,背后半導體技術的進入門檻已經越來越低,甚至任何團隊都可以輕松接觸到頂尖技術。半導體不再是一個具有獨占性、高深產業壁壘的行業。接下來所有公司將會進入同一起跑線。

     

     

     

    從1980年聯電創造晶圓代工行業以來,到今天世界上已經有臺積電、三星半導體、格羅方德、中芯國際等多家技術一流的芯片制造企業,就連曾經的獨孤求敗Intel都在試探加入開放的晶圓代工市場行列。

     

    目前芯片制造技術最高已經達到了7nm制程,可是隨著摩爾定律的失效,芯片制程的提高并未大幅提高芯片的能效表現。市場對更高級的制程技術持以消極態度,未來三年內,主流的晶圓代工企業,提供的技術差異性將難以感知。

     

    更要注意的是:未來越來越多的晶圓代工企業將會達到同一的最高技術水準,晶元工廠將會像紡織廠一樣,沒有任何門檻的根據需求在世界各地落地。而其實19世紀,紡織機械一直是世界范圍內的高精尖技術。

     

    開源芯片正在重走開源軟件道路

     

    而在技術走到盡頭的同時,半導體芯片產品的應用也走到了定制化時代。特別是比智能手機市場更大的物聯網市場,正在通過5G走入現實。半導體制造全面開放、芯片設計完全開源正在成為現實。

     

    這正如過去30年里,開源軟件所走過的歷程。

     

    1990年代,在微軟蘋果甲骨文SUN都還對開源軟件不屑一顧之時,處于危機中的IBM,在CEO郭士納的調研下發現市場因為定制化需求產生依賴開源軟件的現象,于是立馬決策擁抱開源軟件,1993年轉型企業服務咨詢,幫IBM又續上了30年的命,實現了大象跳舞的奇跡——大公司快速轉型。而Google更是靠著開源社區,迅速成長為互聯網巨頭,現在連蘋果微軟都開始主動擁抱開源。

     

     

     

    半導體行業也正在復制這一路徑。

     

    在半導體芯片領域,早在2000年左右市場就有了開源的預判,那時功能手機、家電、工業機床等各種工具正在快速電子化,市場需要海量可定制的ASIC、FPGA、MCU芯片。

     

    2000年,市場已經出現了OpenCores這樣的開源芯片架構組織,長期更新提供開源的可定制的ASIC、FPGA芯片設計IP,隨后推出了OpenRISC開源架構,但OpenRISC遇到了版權糾紛,一直未能在MCU通用CPU市場發展起來。

     

    SUN曾經在2005年宣布基于自家的SPARC架構,推出開源版的OpenSPARC,但2009年甲骨文收購SUN,導致這一項目處于不確定中。

     

    同時電子產品價格過高,PC在相當長一段時間內依舊是世界最大的消費電子市場,相關定制芯片市場空間還不夠大也不夠穩定。所以更有后續服務保障的ARM架構芯片占領了MCU市場,權益歸屬不明的明星架構MIPS性能越來越跟不上時代,近年來逐漸沒落。但現在已經大不同了!

     

    5G引爆電子產品定制化,開源芯片生態正在爆發前夜

     

    在MP3、MP4、智能手機、智能音箱的洗禮下,市場養成了MCU、ASIC、NPU等芯片的穩定需求,已經不是CPU獨尊的時代。

     

    在即將到來的5G物聯網時代,不同的智能邊緣終端產品對芯片的功能需求完全不同,芯片定制化已經成了趨勢。而ARM、CEVA等芯片IP提供商們的價格高,且合作申請周期過長,更重要的是不能隨意定制芯片內核,對接下來的芯片定制時代不友好。

     

    開源則完美解決了這一問題。雖然各家的開源芯片出現了各種各樣的問題,但總有一家是市場最優選擇!這就是RISC-V。

     

     

     

    2010年加州大學伯克利分校為了學術研究方便,發起了一個全新的開源芯片架構——RISC-V。經過5代更迭之后,終于走向了成熟商用。目前RISC-V已經得到了IBM、NXP、西部數據、英偉達、高通、三星、Google、阿里、華為等100多家科技公司的支持。

     

    英偉達、美光、三星、西部數據、CEVA等眾多主流芯片廠商正在將自家芯片內老舊的MIPS、成本不菲的ARM內核替代成RISC-V架構內核。

     

    為了應對RISC-V內核MCU在可定制性上的優勢,ARM已經開放了Cortex-M0/M3內核,并免預付授權費。免預付授權費預示著未來芯片設計廠商可選擇付費,或者用修改定制過的芯片內核抵消授權費,比RISC-V靈活性還高。

     

    目前,RISC-V靠著更新的架構設計、自由的內核定制生態,在MCU領域已經形成了難以阻擋的勢力。

     

    為了在半導體領域彎道超車,印度更是將RISC-V定義為國家標準指令集。

     

    比照軟件開源的歷史,半導體行業的全面開放開源,將迎來芯片設計行業的大爆發,未來或許將誕生上萬上百萬家新型芯片設計公司。這是一個市場趨勢。

     

    Google、特斯拉、Amazon、阿里、百度、華為等等企業不僅搶入芯片設計行業,還正在從Ai芯片內核研發入手,為未來的半導體開源時代編制自家的平臺。

    也是因為有了RISC-V等一批芯片架構的開源,才出現了大批“自主研發”的半導體企業,趕上了半導體戰略規劃的班車。

     

    但對于當下的半導體市場來說,除了頂尖的半導體制造工藝之外,更重要的就是參與國際開源半導體市場的規則制定,搶先一步打造一個優質的開源平臺。

    參與制定和執行國際市場的規則,才是最重要的!

     
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