datasheet

EEWorld 电子工程世界

文章数:3249 被阅读:1332671

账号入驻

5G开源让半导体不再是高科技,谁能成为芯片行业的Google?

2018-12-13
    阅读数:

EEWorld

电子资讯 犀利解读 

技术干货 每日更新

     

 



关于CPU操作系统“缺芯少魂”的话题,媒体已经反思了近20年。


可其实早在20年前,半导体行业就已经在世界上被定义为跟钢铁石油一样的“夕阳产业”,靠着Intel前CEO贝瑞特创造的Tick-Tock芯片升级战略——俗称的挤牙膏,才勉强支撑下来。


近20年来,欧美日韩台已经因为市场环境太差倒下了大批半导体企业。直到近年来智能手机市场的崛起,才迎来了短暂的不到十年的第二春,可智能手机也不行了。


其实消费电子如此普及的今天,芯片技术已经不再是高精尖行业,以目前国内半导体产业的技术水平,就算刨除台湾地区的积累,也处于国际一线水平。即便放任自流的发展下去,也会继续繁荣下去。国内真正落后的技术,是生物科技产业,这是一个至今未能与国际市场接轨的行业。但我们却因为各种问题,陷入在转基因迷信里无法自拔。


滚滚而来的5G市场正在推动开源芯片快速发展,进入7nm制程的晶圆制造代工技术,已经触碰到了半导体技术的天花板,技术发展失去了上升的潜力,整个半导体市场的门槛将会越来越低。


今天的半导体行业,犹如19世纪初期的纺织行业一样,已经从世界各国必争的高科技下落凡尘,成为普通的夕阳制造产业。


技术停滞核心开源,半导体现状复杂


半导体行业目前正在复制软件行业开源模式的奇观,进入到开源定制芯片时代。自从OpenRISC开源芯片框架发布以来,SPARC、PowerPC、alpha等纷纷投入开源领域。随着开源芯片框架RISC-V的成熟,连ARM都开始试着开放了Cortex-M0/M3内核,国内争议颇多的龙芯也将旗下的GS132和GS232两款CPU内核开源。



因为半导体开源时代的到来,整个市场面临洗牌重组,所以才出现了博通吞高通、Google特斯拉Amazon自己研发芯片、国内掀起自主研发热潮这些景象。但对于现在的芯片市场来说,所谓的“自主研发”并不重要,重要的是打造了一个优秀的开源芯片平台。


现在,随便一个用户都可以到这些开源芯片的网站上,下载完整成熟的芯片设计IP。再加上世界范围内成熟的晶圆代工体系、摩尔定律失效、芯片制造技术的发展已经触顶,背后半导体技术的进入门槛已经越来越低,甚至任何团队都可以轻松接触到顶尖技术。半导体不再是一个具有独占性、高深产业壁垒的行业。接下来所有公司将会进入同一起跑线。



从1980年联电创造晶圆代工行业以来,到今天世界上已经有台积电、三星半导体、格罗方德、中芯国际等多家技术一流的芯片制造企业,就连曾经的独孤求败Intel都在试探加入开放的晶圆代工市场行列。


目前芯片制造技术最高已经达到了7nm制程,可是随着摩尔定律的失效,芯片制程的提高并未大幅提高芯片的能效表现。市场对更高级的制程技术持以消极态度,未来三年内,主流的晶圆代工企业,提供的技术差异性将难以感知。


更要注意的是:未来越来越多的晶圆代工企业将会达到同一的最高技术水准,晶元工厂将会像纺织厂一样,没有任何门槛的根据需求在世界各地落地。而其实19世纪,纺织机械一直是世界范围内的高精尖技术。


开源芯片正在重走开源软件道路


而在技术走到尽头的同时,半导体芯片产品的应用也走到了定制化时代。特别是比智能手机市场更大的物联网市场,正在通过5G走入现实。半导体制造全面开放、芯片设计完全开源正在成为现实。


这正如过去30年里,开源软件所走过的历程。


1990年代,在微软苹果甲骨文SUN都还对开源软件不屑一顾之时,处于危机中的IBM,在CEO郭士纳的调研下发现市场因为定制化需求产生依赖开源软件的现象,于是立马决策拥抱开源软件,1993年转型企业服务咨询,帮IBM又续上了30年的命,实现了大象跳舞的奇迹——大公司快速转型。而Google更是靠着开源社区,迅速成长为互联网巨头,现在连苹果微软都开始主动拥抱开源。



半导体行业也正在复制这一路径。


在半导体芯片领域,早在2000年左右市场就有了开源的预判,那时功能手机、家电、工业机床等各种工具正在快速电子化,市场需要海量可定制的ASIC、FPGA、MCU芯片。


2000年,市场已经出现了OpenCores这样的开源芯片架构组织,长期更新提供开源的可定制的ASIC、FPGA芯片设计IP,随后推出了OpenRISC开源架构,但OpenRISC遇到了版权纠纷,一直未能在MCU通用CPU市场发展起来。


SUN曾经在2005年宣布基于自家的SPARC架构,推出开源版的OpenSPARC,但2009年甲骨文收购SUN,导致这一项目处于不确定中。


同时电子产品价格过高,PC在相当长一段时间内依旧是世界最大的消费电子市场,相关定制芯片市场空间还不够大也不够稳定。所以更有后续服务保障的ARM架构芯片占领了MCU市场,权益归属不明的明星架构MIPS性能越来越跟不上时代,近年来逐渐没落。但现在已经大不同了!


5G引爆电子产品定制化,开源芯片生态正在爆发前夜


在MP3、MP4、智能手机、智能音箱的洗礼下,市场养成了MCU、ASIC、NPU等芯片的稳定需求,已经不是CPU独尊的时代。


在即将到来的5G物联网时代,不同的智能边缘终端产品对芯片的功能需求完全不同,芯片定制化已经成了趋势。而ARM、CEVA等芯片IP提供商们的价格高,且合作申请周期过长,更重要的是不能随意定制芯片内核,对接下来的芯片定制时代不友好。


开源则完美解决了这一问题。虽然各家的开源芯片出现了各种各样的问题,但总有一家是市场最优选择!这就是RISC-V。



2010年加州大学伯克利分校为了学术研究方便,发起了一个全新的开源芯片架构——RISC-V。经过5代更迭之后,终于走向了成熟商用。目前RISC-V已经得到了IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、Google、阿里、华为等100多家科技公司的支持。


英伟达、美光、三星、西部数据、CEVA等众多主流芯片厂商正在将自家芯片内老旧的MIPS、成本不菲的ARM内核替代成RISC-V架构内核。


为了应对RISC-V内核MCU在可定制性上的优势,ARM已经开放了Cortex-M0/M3内核,并免预付授权费。免预付授权费预示着未来芯片设计厂商可选择付费,或者用修改定制过的芯片内核抵消授权费,比RISC-V灵活性还高。


目前,RISC-V靠着更新的架构设计、自由的内核定制生态,在MCU领域已经形成了难以阻挡的势力。


为了在半导体领域弯道超车,印度更是将RISC-V定义为国家标准指令集。


比照软件开源的历史,半导体行业的全面开放开源,将迎来芯片设计行业的大爆发,未来或许将诞生上万上百万家新型芯片设计公司。这是一个市场趋势。


Google、特斯拉、Amazon、阿里、百度、华为等等企业不仅抢入芯片设计行业,还正在从Ai芯片内核研发入手,为未来的半导体开源时代编制自家的平台。

也是因为有了RISC-V等一批芯片架构的开源,才出现了大批“自主研发”的半导体企业,赶上了半导体战略规划的班车。


但对于当下的半导体市场来说,除了顶尖的半导体制造工艺之外,更重要的就是参与国际开源半导体市场的规则制定,抢先一步打造一个优质的开源平台。

参与制定和执行国际市场的规则,才是最重要的!


来源:搜狐科技,如涉及版权问题,请及时联系删除。

聚焦行业热点, 了解最新前沿

敬请关注EEWorld电子头条

http://www.eeworld.com.cn/mp/wap

复制此链接至浏览器或长按下方二维码浏览

以下微信公众号均属于

 EEWorld(www.eeworld.com.cn)

欢迎长按二维码关注!


EEWorld订阅号:电子工程世界

EEWorld服务号:电子工程世界福利社 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: TI培训

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved