芯片是什么?

我們在生活中，接觸到越來越多的電子產(chǎn)品，比如電腦、智能化系統(tǒng)、電視、DVD機(jī)以及各種移動通訊工具等等，芯片就像是“大腦”一樣指揮著這些電子產(chǎn)品。例如我們使用電腦，通過鍵盤及一些軟件，“告訴’電腦我們要做什么，這些要求都被芯片記下并且做出判斷。芯片設(shè)計(jì)簡單地講就是設(shè)計(jì)出符合自己應(yīng)用需要的電路，并在生產(chǎn)線上把電路實(shí)現(xiàn)在硅片上。

芯片通常分為三大類。

第一類是CPU芯片，就是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和控制的部件，也是各種數(shù)字化智能設(shè)備的“主腦”。它們是用于巨型計(jì)算機(jī)、自動控制設(shè)備、家用電腦、汽車、空調(diào)、智能洗衣機(jī)及移動電話的主要控制芯片。Intel的CPU芯片在行業(yè)中一枝獨(dú)秀，占到全球市場份額的80％。

第二類是存儲芯片，主要是用于記錄電子產(chǎn)品中的各種格式的數(shù)據(jù)。在最開始，存儲芯片用于計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存設(shè)備，現(xiàn)在，隨著數(shù)據(jù)的多樣化，用于存儲和運(yùn)輸這些數(shù)據(jù)的設(shè)備種類越來越多，像U盤、MP3等，U盤使得我們能隨身攜帶和使用信息，MP3則使我們在任何時候都可以享受存儲好的音樂等娛樂內(nèi)容。韓國、日本等國家在存儲芯片領(lǐng)域占據(jù)了設(shè)計(jì)、制造的主流。

第三類是數(shù)字多媒體芯片，顧名思義就是處理和控制有聲有色的多媒體數(shù)據(jù)的芯片。我們熟知的數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像通過視頻處理芯片處理后就是我們看到的數(shù)碼照片：手機(jī)的鈴聲是由音頻處理芯片對輸入的樂曲及音色進(jìn)行處理后傳輸出來的。隨著芯片集成度的提高，將視頻、音頻集成在一起的芯片也迅速發(fā)展起來，用于電腦攝像頭、數(shù)碼攝像機(jī)及嵌入式手機(jī)攝像機(jī)等。數(shù)字多媒體芯片可以使手機(jī)鈴聲更加動聽、逼真，可以模仿自然界的聲音：集成了音頻和視頻處理功能的芯片還可以在手機(jī)上播放卡拉OK的畫面、字幕和音樂，我們就可以隨時隨地唱卡拉OK了。

什么是“中國芯”?

狹義地說，應(yīng)該是指在中國大陸范圍內(nèi)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)、以國內(nèi)IC(Integrated Circuit，集成電路)生產(chǎn)工藝制造出來的通用計(jì)算機(jī)CPU芯片。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的日益普及，電腦已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，改變著整個人類社會的生產(chǎn)生活方式?？墒?，現(xiàn)今世界上能夠生產(chǎn)CPU芯片的廠商只有屈指可數(shù)的幾家，而他們壟斷著全球市場。1998年，全球微處理器市場銷售總額245．8億美元，Intel的營銷額為196．3億美元，處于絕對壟斷地位。在家用電腦逐漸普及的今天，我國PC市場所需的CPU芯片幾乎全部從國外進(jìn)口。

廣義而言，真正意義上的中國芯不但指計(jì)算機(jī)的CPU，還應(yīng)包括嵌入式CPU芯片、通信產(chǎn)品(如手機(jī))核心芯片、家電產(chǎn)品(如DVD機(jī))核心芯片以及科研、國防、軍工產(chǎn)品中所要大量用到的DSP、FPGA等諸多關(guān)鍵核心芯片，幾乎涉及了整個民族汀產(chǎn)業(yè)的所有相關(guān)領(lǐng)域。

我們經(jīng)常說現(xiàn)在已進(jìn)入了信息時代，而信息時代的基石就是一個“芯”。可是目前我們中國還沒有一顆令人怦然心動的“芯”。這就意味著，我國信息產(chǎn)業(yè)和信息技術(shù)的發(fā)展將要處處受制于人，步人后塵，這就意味著，我國“趕超西方發(fā)達(dá)國家、自立于世界民族之林、在高科技領(lǐng)域占有一席之地”的豪言壯語還停留在高喊口號的階段。沒有我們自己的核心芯片，所有這些還只是夢想。我們只有拿出令人信服的產(chǎn)品才能贏得市場、贏得更高的國際地位。

在大多數(shù)情況下，集成電路并不直接與消費(fèi)者見面，其豐要市場是信息家電及各種電器的整機(jī)和系統(tǒng)。因此，人們把集成電路看作信息產(chǎn)業(yè)的“心臟”。隨處可見的信息化電器對集成電路的依存度十分高，而集成電路在整機(jī)系統(tǒng)中的價(jià)值也不斷提高。由于沒有自己的核心芯片，我們的企業(yè)不得不面對采購成本高，產(chǎn)品附加值低的尷尬局面，這是我國在計(jì)算機(jī)、通信、家電領(lǐng)域只是個組裝大國的原因所在。

“中國芯”問世

總體而言，我國IC產(chǎn)業(yè)仍處起步階段，與國際先進(jìn)水平相比差距甚大，目前正面臨著如下問題的困擾；產(chǎn)業(yè)規(guī)模小而分散，工藝技術(shù)尚未形成自主產(chǎn)品能力，資金積累擴(kuò)張能力較弱，關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品仍然依賴進(jìn)口，技術(shù)創(chuàng)新能力較弱，國內(nèi)市場被外國大公司瓜分，科研與產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重脫節(jié)，缺乏高科技學(xué)術(shù)帶頭人和創(chuàng)新管理型人才，特別是我國CPU等核心芯片主要被美國、日本等國家壟斷。

但我國微電子產(chǎn)業(yè)的市場需求卻以每年大于30％的增長率快速發(fā)展，據(jù)預(yù)測到2010年，我國集成電路市場需求約占世界集成電路銷售總額的13％，將成為世界上集成電路最重要的消費(fèi)市場之一。如果國內(nèi)芯片研發(fā)能力上不去，只能眼睜睜看著70％以上的利潤被外國巨頭們拿走。更讓人揪心的是，我國計(jì)算機(jī)行業(yè)的利潤率只有2％～3％，還不到國外一家系統(tǒng)芯片公司24．8％的利潤率的零頭。從彩電到手機(jī)，從DVD機(jī)到電腦，中國電子產(chǎn)業(yè)的命脈一直控制在外國人手里，夸張點(diǎn)說我們只賺取的只是加工費(fèi)而已。

但令人慶幸的是，中國芯片業(yè)已經(jīng)覺醒，并且正在不斷進(jìn)步。三四年前，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司只有20家左右，如今已發(fā)展到200多家，技術(shù)水準(zhǔn)也實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破，從0．35～0．5微米上升到0，25～0．18微米，甚550．13微米的技術(shù)產(chǎn)品也有人在開發(fā)，已形成包括芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測試、設(shè)備制造，配套服務(wù)在內(nèi)的完整半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈。當(dāng)前的中國，正在兢兢業(yè)業(yè)地在發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)。

2002年9月28日，中科院計(jì)算所在北京舉行了隆重的新聞發(fā)布會，正式宣告中國人自主研制的高性能通用CPU——“龍芯1”號研制成功。“龍芯1”號采用動態(tài)流水線結(jié)構(gòu)，主頻可達(dá)266兆赫茲，定點(diǎn)和浮點(diǎn)最高運(yùn)算速度均超過每秒2億次，與英特爾公司的“奔騰Ⅱ型”芯片性能大致相當(dāng)。其微體系結(jié)構(gòu)、邏輯設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)都具有自主知識產(chǎn)權(quán)，硬件設(shè)計(jì)可以抵御一大類黑客和病毒攻擊。由中科院組織的專家鑒定委員會認(rèn)為，“龍芯1”號在總體上達(dá)到了1997年前后的國際先進(jìn)水平。

隨著、“龍芯”的問世，“龍騰”服務(wù)器也在2002年9月26日正式發(fā)布。作為中國第一臺全部國產(chǎn)化的服務(wù)器，“龍騰”服務(wù)器各種核心部件包括CPU，主板以及操作系統(tǒng)等均為自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，從而改寫了中國服務(wù)器“無芯”、“無板”的歷史。它的出現(xiàn)極大地增強(qiáng)了我國在國防、國安、軍隊(duì)等國家要害部門的實(shí)力，將推動我國信息產(chǎn)業(yè)最終步人獨(dú)立自主的發(fā)展軌道。

“中國芯”的未來

中國芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)一起步就置身于國際大循環(huán)之中，面對的是一個個體量巨大而又虎視眈眈的對手，在這場成人與少年的對壘中，游戲規(guī)則不是呵護(hù)幼苗，而是“越弱越給你設(shè)門檻”，一個又一個的“連鎖門檻”把少年擋在良性循環(huán)的大門之外。

“中國芯”不僅面臨著市場、產(chǎn)業(yè)鏈、資金的三大門檻，而且還面臨著人才這道門檻，這也是影響“弱冠期”的中國芯片設(shè)計(jì)業(yè)成長的最大的一道門檻。正如業(yè)內(nèi)權(quán)威所說，“中國IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的落后，說到底是人才的落后?！弊鳛橹橇Ω叨葷饪s的行業(yè)，IC設(shè)計(jì)對人才的依賴遠(yuǎn)高于其它行業(yè)。

企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，發(fā)揮關(guān)鍵作用的技術(shù)幾乎都來自企業(yè)。比如，通訊領(lǐng)域的貝爾實(shí)驗(yàn)室，汽車領(lǐng)域的福特公司，航空航天領(lǐng)域中的波音和空客，化工領(lǐng)域中的杜邦和拜耳，機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的西門子，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的IBM、英特爾、微軟等。同理，“中國芯”要想擁有美好的未來并走向世界，也需要有強(qiáng)有力的本國企業(yè)崛起，走技術(shù)創(chuàng)新之路，打造跳動得更加強(qiáng)勁的“中國芯”。

[責(zé)任編輯]唐 宇