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中国在芯片之争中占据一席之地 未来还将有所进步

仪表产业 2021年04月09日 16:55:48 来源:仪表网人气:35731
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  【仪表网 仪表产业】半导体技术是数字时代的一项基础性技术。大数据、人工智能(AI)、自动驾驶和5G等新技术要渗透到社会的各个角落,仅依靠算法和软件还远远不够。如果缺乏性能好的半导体,就难以造出低能耗、高效率地处理庞大数据和复杂计算的硬件,数字驱动经济发展或将是纸上谈兵。
 
  目前,因种种原因面临“芯片荒”。在此背景下,中国科技发展的脚步依然不止。
 
  中国已于2020年成为最大的半导体制造设备市场。美国在芯片领域对华“卡脖子”,却激励了中国人建立自己的具有竞争力、影响力的半导体产业。虽然这需要一些时间,但在太阳能、高铁、汽车等产业领域,中国已经证明其完全有赶超美国的实力。
 
  芯片设计难在哪儿?
 
  芯片制造的完整过程包括:芯片设计、晶圆制造、封装、测试等几个主要环节,其中每个环节都是技术和科技的体现。
 
  对于芯片来说设计和工艺同样复杂,八十年代EDA技术诞生——芯片自动化设计,使得芯片设计以及超大规模集成电路的难度大为降低,工程师只需将芯片的功能用芯片设计语言描述并输入电脑,再由EDA工具软件将语言编译成逻辑电路,然后再进行调试即可,正如编辑文档需要微软的office,图片编辑需要photoshop一样,芯片开发者利用EDA软件平台来进行电路设计、性能分析到生成芯片电路版图。现在的一块芯片有上百亿个晶体管,不依靠EDA工具,芯片设计根本无从下手。你细品,这么浩瀚的工程怎么能靠手动完成呢?
 
  重点是尽管有了EDA也并不代表芯片设计这件事很容易,芯片设计仍然是一个集高精尖于一体的复杂系统工程。设计一款芯片,开发者先要明确需求,确定芯片“规范”,定义诸如指令集、功能、输入输出管脚、性能与功耗等关键信息,将电路划分成多个小模块,清晰地描述出对每个模块的要求。
 
  然后由“前端”开发者根据每个模块功能设计出“电路”,运用计算机语言建立模型并验证其功能准确无误。“后端”开发者则要根据电路设计出“版图”,将数以亿计的电路按其连接关系,有规律地翻印到一个硅片上。
 
  至此,芯片设计才算完成。如此复杂的设计,不能有任何缺陷,否则无法修补,必须从头再来。如果重新设计加工,一般至少需要一年时间,再投入上千万美元的经费,有时候甚至需要上亿。
 
  中国芯片行业发展趋势分析
 
  关于未来趋势,人工智能芯片将登上舞台,产业应用前景广泛,并可促进各行业结构调整、更新换代。北京是人工智能芯片发展活跃的城市,超半数的资源均聚集于此。传统科研单位如清华大学、微软亚洲研究院、中科院计算所实力雄厚。新兴互联网头部玩家如京东、小米也在加速研究开发人工智能芯片。2021年人工智能芯片市场规模达近百亿美元,处于较低水平;2016年,我国人工智能芯片市场规模约为20亿元,人工智能芯片市场均尚属于萌芽阶段。
 
  随着5G时代的到来和AI产业的蓬勃发展,人工智能芯片领域将会是值得关注的新兴赛道。人工智能芯片将作为核心硬件,配合以算法为核心的软件系统,搭载于智能移动终端。将此套技术应用于医疗健康与汽车领域,可在药物研发、疾病监测、医学影像及无人驾驶方面的产业结构调整与更新。
 
  预测人工智能芯片市场均尚属于萌芽阶段。相关人工智能标准也仍在发展中,还未形成通用的智能生态标准,我国在此领域虽起步较晚,但并未被发达国家拉开较大差距。
 
  资料来源:科技日报、瑞凡、中国产业信息网
 
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