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中国芯片技术及进口芯片实情

http://bbs.tianya.cn/post-worldlook-1935805-1.shtml两岸民主们造谣言：中国不能自造芯片 ， 都靠台湾和从美国进口 。事实是 ， 芯片虽是中国弱项但中国能造芯片 ， 自给率4成 ， 只是技术不如美国先进 。中国不是没有自主芯片 ， 相反中国芯片技术也不差 ， 尤其是中低端芯片 ， 中国基本都实现国产化 。 比如电视、冰箱、导弹飞船中的芯片都是国产的 。中国的华为已有自主的海思980芯片 ， 中国自主的光刻机已量产（目前世界领先水平是20NM ， 而中国的产品是90NM ， 有报道7NM工艺光刻机也已成功 。 ）没有这个技术 ， 你的命脉就被别人抓在手心里 。 而中国拥有这个技术后 ， 可以独立的开发生产各类芯片 。目前 ， 中国军工产品上的芯片和处理器 ， 很多已换上国产的龙芯/神威/飞腾等自主芯片 。 而民用版的龙芯 ， 经过几次升级换代 ， 目前已达到接近大规模商用的水准 。 国内使用龙芯的笔记本电脑 ， 也已经推向市场 。中国是每年进口大量的芯片 ， 但他们不会告诉你的是 ， 这些芯片 ， 九成用于装配于出口美欧的手机和电器 ， 自用的很少 。中国的华为 ， 中兴 ， 台湾的富士康等手机产商 ， 大量进口芯片装配在手机上 ， 再转口出口美欧全世界 。 这就是中国年进口3000亿美元芯片的秘密 。在美国的镇国根基集成电路领域 ， 中国汇顶科技的指纹识别芯片是安卓手机霸主 ， 比特大陆的挖矿机芯片发货量世界第一 ， 海思的麒麟处理器水平不断提高 ， 寒武纪的AI芯片在Mate 10系列上大批出货 ， 展讯的基带芯片大量装配在三星手机上出货 。民用芯片大量进口与核心层级军品芯片自给不矛盾虽然中国民用芯片大量进口 ， 但核心层级军工芯片基本上能实现自给自足 。主要原因就在于军用芯片和民用芯片有着不同的需求和针对性 。中国进口的芯片九成非自用 。虽然中国每年进口3000多亿美元的芯片 ， 但多数用于装机出口 。中国制造了全球50%以上的彩电 ， 70%以上的智能手机、平板电脑 ， 以及90%左右的PC ， 这些整机产品大量销往全球 ， 在3000多亿进口芯片中 ， 大部分是作为电子元件加工成整机产品后出口的 ， 中国自已自用需要的芯片大约在600亿美元—700亿美元之间 。由于商业级、工业级、军品级、宇航级芯片各针对不同的环境 ， 因而各类芯片有很大的不同 ， 比如就工作温度而言 ， 商业级CPU的工作温度为0℃~70℃ 。 而军品级CPU的工作温度为-55℃~125℃ 。在制造工艺上 ， 现在最先进的手机芯片已经开始采用10nm制造工艺 ， 但是即便半导体技术全球执牛耳的美国 ， 很多军用芯片依旧采用在很多电子发烧友看起来非常老旧的65nm制造工艺 ， 原因之一就在于相对先进的制造工艺会导致芯片的电磁干扰耐受度变差 。此外 ， 军工芯片对高瑞要求不高 ， 对稳定性、可靠性 ， 以及各种复杂地磁环境下的抗干扰能力有着非常高的要求 。比如不少美军战机上依旧在使用比不少网友年龄都大的486或者奔腾芯片 。因此 ， 中国在民用芯片方面大量进口 ， 并不意味着核心层级军用芯片无法自给自足 。中国自主设计的CPU、GPU等芯片虽然在民用市场缺乏竞争力 ， 但经过改造后 ， 在军品市场不仅可以推进武器装备信息化 ， 还能保障芯片安全可控 。大系统中零器件按照重要性可划分为：一般、重要、关键、核心四个层级 。 就目前 ， 核心层级的军用芯片或器件基本能够实现国产化替代 。比如CPU、GPU、DSP、FGPA、T/R组件等 。CPU和GPU想必大家都不陌生 ， 一个是中央处理器 ， 一个是图形处理器 ， 已经深入千家万户 ， 从手机到PC都有这两种芯片 。很多军用装备都要用到CPU和GPU ， 比如飞行员的头盔瞄准系统 ， 就要用到CPU和GPU ， 再比如预警机里也少不了CPU ， 当然还有其他电子元件 。FGPA是可编程门阵列 ， 一般来说 ， FPGA主要大规模应用于处理器芯片研发过程中的验证阶段 ， 用于在流片前检验处理器设计的正确性 ， 以规避流片的风险 。 像很多CPU厂商公布的芯片模拟器测试成绩其实都是用FPGA做出来的 。 由于FPGA在写入软件前它有非常好的通用性 ， 因而在很多新兴领域也得到一定应用 ， 比如美国FPGA巨头就推出可以用于深度学习和科学计算的FPGA ， 性能功耗比达到Intel至强PHI计算卡的四倍 。 FPGA可以在雷达相控阵的子阵中做数据初步处理 。中电集团下属14所生产的KLJ-7A相控阵雷达 ， 安装有多达1000多个T/R组件 。T/R组件是有源相控阵雷达的重要组成部分 ， T是发射 ， R是接受 ， 换言之就是发射/接受组件 ， 有源相控阵雷达的后端没有发射机 ， 全靠无数的T/R单元发射和接收雷达波 ， T/R组件是非常重要的电子元件 。DSP是数字信号处理器 ， 通信基站里就有DSP芯片 。 另外 ， 国防科大还将DSP作为天河2A超级计算机的加速器 ， 用于替换被美国禁售的至强PHI计算卡 ， 而且这款DSP的双精浮点性能非常强悍 。 DSP可以用于雷达 ， 以及通信系统 ， 像预警机里也有DSP 。当然 ， 核心层级芯片不局限于上述几种 ， 只是在此例举部分比较关键的元件 。中电集团五十五所开发三维氮化镓组件受到外媒关注 ， 中国人又搞出一项雷达组件黑科技 ， 这充分体现出中国军用半导体技术的实力 。目前 ， 国内军工电子元器件核心的基本能自给 ， 但有部分芯片一定程度上需要进口 。比如一般层级的电阻电容器——其实国内不仅能生产普通电阻电容器 ， 航天级的钽电容国内也能生产 ， 只不过采购外企大批量生产的成熟产品更加廉价 。 电阻电容器不存在CPU后门的那种情况 ， 加上出货量巨大 ， 国外供货方也不可能知道中国采购的电阻电容器会被用在什么地方 ， 因而这种采购不存在信息安全风险 。一些重要和关键层级的电子元件 ， 比如高端的配电箱和运算放大器等 ， 虽然国内都能生产 ， 但因为国产的高端产品批量较小 ， 成本较高 ， 因此一定程度上也需要进口 。对于庞大而复杂系统的设计和制造 ， 美国的思路是只要掌握了核心和大部分关键层级的零器件的设计生产能力以及系统设计和整合的能力 ， 就掌握了这一产品的命脉 ， 没有必要也不可能100%国产化 。像美国的武器装备里大量采用日本和欧洲的电子元件 ， 甚至还采购中国的元器件 ， 俄国已进口中国电子元器件 。中国的大部分芯片像冰箱 ， 电视 ， 洗衣机 ， 儿童玩具 ， 以及各种小家电 ， 低端手机都可以国产的 。 中国落后的主要是高端的28纳米 ， 14纳米 ， 7纳米 ， 以及未来的5纳米制程落后 。 这块主要表现是光刻机落后 。 但是28纳米已经突破 ， 预计2年后可实现大规模量产 。 但就是这个落后的地方也是利润最高最赚钱的地方 。 15年规划的是希望30年能获得突破达到领先水平 。 现在国家加大投资提高政策倾斜力度 ， 希望能早日突破 。中国芯片从设计到制造相对美国还是比较落后的 ， 这是不争的事实 。因为芯片对于现在的中国来说都是一个全新的产业 ， 很多配套的技术都处于落后地位 。 承认这一点这没什么丢人的！试想一下 ， 从现在开始 ， 假如中国在10年之后攻克了芯片所有的技术难点！那么 ， 美国的高科技还剩下什么？可以预见的是 ， 2030年 ， 中国将真正与美国处于平起平坐地位！无论芯片等高科技 ， 还是经济以及军事力量 ， 都将达到平衡！


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