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中国为什么造不出顶级的CPU?

2023-08-09 19:20:05 编辑:join 浏览量:630

中国为什么造不出顶级的CPU?

CPU作为电脑内部的最具核心技术的芯片,本身设计难度就很大,而且近几年高端芯片的制造费用也是越来越高,本来中国的芯片制造就落后老美好几十年,现在要追赶仍然极其困难。

华为、小米等几家厂商近几年研发出了自己的手机CPU,从这方面来讲国产移动芯片的制造设计上确实有了不小的进步,像华为的麒麟芯片的性能已经距离骁龙等高端芯片越来越接近了,未来赶超的希望还是很大的。但是不要忘了一点,这仅仅是手机芯片,芯片面积小,制造难度和复杂程度低,还有ARM的架构打包授权,整体门槛相比PC端的CPU差距甚远。

如今国产CPU芯片面临的情况相比前几年有更多的机遇也有更多的挑战。

1、老生常谈了,X86架构的垄断,目前只有英特尔和AMD可以制造,中国现在仍然没有能力研发自己的架构(这一点确实是太难了,即使有了自己的架构,能不能让Windows稳定运行,能不能让广大软件开发者来兼容你的架构,构建生态环境是更大的难题),所以龙芯依然是选择了别人的MIPS架构进行艰苦的研发探索。

2、最新的龙芯CPU效能只能和AMD多年前K10的架构打平,整体性能和兼容性也有待商榷,1.5G的频率好不容易达到了,然而英特尔的U都快奔5G去了,接下来的路任重而道远。

3、说道“制造”,这在CPU业界也已经属于很小一部分厂商的专属了,因为随着CPU制造工艺的升级,制造难度提升也越来越大,晶圆厂建设的耗资更是成几何数往上升。像英特尔能自主设计和生产制造的也就还有三星了,台积电很强大,但是主要做代工生产,像台积电这样有能力代工制造芯片的全球也就两三家,所以中国即使有能力设计出来先进工艺的龙芯,恐怕也得找个帮手给制造出来。

4、就像上面所说的,因为这几年PC市场增长缓慢,研发和制造难度提升,CPU技术的发展已经比较缓慢了,这也留给了国产CPU更多的时间追赶。

5、钱,钱,钱,还是钱,相比英特尔每年动辄100多个亿的巨额研发投入,龙芯的团队简直没法比,设计CPU对于设备、人才的引进非常关键,钱不是万能的,但是这一块没有足够的钱是万万不可的,这一点不必多说。

所以说,CPU国内目前是能造的,而且手机CPU已经有厂商做的不错,但是想设计制造出顶级的CPU也不是有钱就能解决的,技术的积累和生态环境的建设都是一个非常长期的过程,试想如果没有ARM,可能也无法诞生国产手机CPU,所以说核心架构技术是根本,如果在这方面难以突破,那就把目前能做的扎扎实实做好,把每一分钱都用到刀刃上,务实创新,相信国产CPU将来会有一天走进我们的千家万户。

因为我们是目标型研发,而不是竞争性研发,在研发CPU上面,我们一直采用的是追赶模式,以为追上了就是成功了,结果龙芯追了这么多年,越追被甩的越远。

CPU,英特尔曾经提出过摩尔定律,每24个月CPU更新一次,如今显然有些放缓,芯片优化也加进来,周期有所延长,但是甩开你目标性研发简单快捷,方便,有时候英特尔还会停下来等一等AMD,因为毕竟垄断官司还不如养个对手。

所以中国为什么造不出CPU,有人说是光刻机不出口给你,其实这早就不是一个问题,国内代工兴盛蓬勃,我们仅仅是依赖进口,而英特尔难道不也是进口的光刻机,这还是在研发上出了问题,

好的尝试是寒武纪,坏的尝试也是寒武纪,我们终于了解了竞争的重要性,但是我们不知道其实竞争也要看起点的,最好的方法其实就是华为收购麒麟芯片,而不是从零开始走,但是手机芯片好在高通华为在同一地平线,CPU除了AMD还有什么可以运作的标的吗?

其实还是没有,倒是很建议大公司去打AMD的主义,这家企业比英特尔多一个GPU,不过博通收购不了高通,你不复杂点你也吃不下AMD,作为一个目标的确比研发省事。

先回答“英特尔每年投入几百亿美元这么多研制CPU,CPU到底难在哪里?”这个子问题。

CPU就是Central Processing Unit的简写,中文翻译为中央处理器,简称处理器。关于处理器,首先要理解Intel和台积电、华为、德州仪器、英伟达这几家公司的不同之处。

处理器的制造过程可以简单划分为《处理器设计》和《生产制造》两大部分,这粗略划分的两大部分还可以细分,这里不讨论细分的细节。所谓的处理器设计,就是IC(积体电路)设计的一种,针对一颗IC需要的功能,将逻辑运算、控制、存储等功能设计在一颗芯片上;IC的生产制造是一个复杂的化学蚀刻过程,越先进的制造工艺需要越庞大的投资,IC的生产制造都是在一个纯度接近100%的硅晶圆片上实现,越大尺寸的单片硅晶圆上就能切割出越多芯片,单一芯片的成本就越低,这个很容易理解,就像越大的Pizza能切出越多片给更多人分享一样。只不过,采用越大尺寸的硅晶圆生成的工厂投资越庞大,因为,流程更复杂、设备更先进昂贵。

IC设计上的投资几乎都是人力成本,这个成本也不低,因为高端的IC设计是极少数人脑力活动的结晶;IC生产制造的投资是把大把大把的金钱砸在昂贵的设备以及复杂的生产制造工序上。

Intel是一家包办处理器设计、生产制造的公司,也就是说,Intel每年的投资金额里不仅包含了设计处理器的投资,还包含了改良生产工艺、建设新工厂、淘汰旧设备的成本。

华为没有半导体生产工厂,华为仅投资在处理器的设计工作上;德州仪器的核心技术在于DSP(数字信号处理器),同时拥有设计与生产两部分。台积电的张忠谋董事长就曾经是德州仪器的高管,半导体代工生产的概念即来自于张忠谋先生,早期的积体电路(IC)生意是垄断在大公司手上,有了半导体代工后,许多IC设计人才得以自行创业,他们不需要投资极为庞大的金额在半导体工厂上,只要专注于设计优良的IC即可,大家熟知的英伟达,就是一家IC设计公司。

高端的IC或者处理器,需要投资在设计上的费用也是极其庞大的,英伟达最新发表的自动驾驶处理器Drive Xavier,花了四年时间、超过20亿美元的投资。这可是没有花一分钱在半导体工厂的生产工艺和设备上。

从生产线建设来看:七十年代的3英寸晶圆生产线,投资额不超过2,500万美元;建造一条12英寸28nm工艺的生产线则需要高达40亿美元,而12英寸14nm生产线的投资超过100亿美元。

12英寸指的是晶圆的直径,14nm工艺指的是在晶圆上蚀刻出晶体管的线距,尺寸越小就能在同样的晶圆面积里放下更多晶体管,效能越高、功耗越低。

45nm制造工艺大约需要800余道工序,而28nm制造工艺则需要1,300余道工序,14nm的生产制造工序将高达1,700余道;而我们今年(2018)就能买到7nm制造工艺的芯片,这都是已经在好几年前就投资了数百亿美元的成果。

所以,Intel每年投入几百亿美元在设计新的处理器、改良工厂设备、提升生产工艺,新的生产工艺保证Intel处理器的先进性。在Intel处理器几乎一家独大且PC市场一片红火的年代,Intel投入越多、处理器竞争力越强大、市场占有率越高。不过,随着计算形态的变迁,Intel的生意模式也到了必须改变的时候,Intel开始将其先进的生产线向IC设计公司开放,成为台积电的竞争对手,做起了半导体代工的生意。

只不过,现在的台积电已不是十几年前的台积电,台积电的半导体制造工艺几乎已经与Intel齐平。针对ARM架构处理器,台积电的生产工艺甚至超越了Intel(Intel强大先进的生产工艺是为了其x86架构量身打造的),至少在生产代工成本上有着绝对的优势。

最后回答主问题:“为什么中国造不出来好CPU?”

简单来说,答案是投资不够。前面的说明中读者可以理解,一颗有竞争的CPU,需要强大的IC设计能力和一流的半导体制造工艺。关于生产制造,可以找台积电或其他半导体代工厂,减少投资金额;设计CPU,需要一流的IC设计人才,这是稀缺人才,招揽优秀的人才需要钱。

还有一点,台积电不会来者不拒,意思就是台积电会谨慎挑选客户,不够大的客户台积电不可能会选择合作。半导体代工不像做碗牛肉面,客户叫了碗牛肉面突然跑了,牛肉面最多就是倒掉,半导体代工的工作是在IC设计工作开始时就要参与,人力、物力的投入都不是小钱,包含晶圆的采购,也就是说,如果客户不能卖出数千万颗芯片,半导体代工是个赔钱买卖。

所以,中国要投资百亿、千亿金额在处理器生意上,必须是在一个品牌或者市场有一定规模的前提之下,否则投资报酬率肯定很难看。现在的中国,是世界上最大的半导体产品市场,仰赖进口是非常不明智的,早就到了大举投入半导体设计和生产的时候,中国在处理器设计上起步较晚,所以还没有足够好的产品,随着大笔金额的投资带动下,未来中国国产的处理器一定会有相当不错的成绩。

总之,CPU设计需要人才,人才的培养需要时间,大家稍安勿躁,方向对了,剩下的就是做好该做的事就行。

科技的发展本身就不是一蹴而就的,需要一个漫长的过程,这其中需要很多方面的支持,也会遇到很多很多的困难。自从电子科技发展的浪潮以来,不管是在电脑领域还是手机领域,核心技术也就是中央处理器一直是被国外确切的说是被美国垄断。

一方面是美国的人才储备确实无可比拟,汇聚了全球最顶尖的人才,所以任何领域,一直是美国走在前列,其实不光中国,全世界其他的国家也都受困于核心技术的。电脑领域被英特尔把持,手机领域的顶级处理器是被美国的高通所把持。

这是长期的技术领先以及市场地位所造成的,而且垄断地位一直持续了很长时间。不过我们确实应该理解,毕竟我们在科技创新领悟与美国等发达国家还是有差距的,所以在认清差距的同时,我们也不应该自暴自弃。

而且我觉得近几年不管是国家还是中国的民族企业,越来越来越重视科技创新,研发和创新投入持续增加,已经逐渐在赶超了,在处理器领域,确实与这些巨头的差距在不断的缩小。现在华为的海思麒麟处理器其实性能等完全不输高通了,而且小米也是一直在研发自己的松果处理器,台湾的联发科和英伟达也是在努力追赶着,相信不久的将来,华为的海思麒麟一定可以赶上甚至超过高通的。所以一起期待的,也为国产品牌加油打气。

上次我听胡伟武说的时候就是,cpu无非就是那么几个部件,但就是英特尔牛,英特尔甩开AMD是在2012左右吧吧,慢慢的甩开,这与alpha的工程师加入英特尔有直接关系的,现在我们可以看到AMD早已不是英特尔的对手了,甚至最近AMD的GPU工程师还被英特尔给挖走了,另外英特尔有世界第一的荷兰光刻机供应,英特尔不能不牛,至于国产龙芯,胡伟武老师说我们已经在进步了,只不过还不能跟英特尔比,英特尔就是牛没办法,我们发展时间太短了,其实仔细想想,七八年前,英特尔也没现在这么牛,那时候还是奔腾,英特尔酷睿牌子是12年前左右alpha工程师加入后才出现的牌子,只有酷睿才是胡老师看得起的架构,其他奔腾系列都是很烂的架构,事实上也是这样大多数人都是买的酷睿系列,而这一系列正是alpha工程师创造的架构,除了酷睿,其余什么奔腾,凌动,都是很烂很老套的微结构,他的ROB,保留站这些都是简单搭配,多发射,动态调度以及增加寄存器等等手段我们都用上了,甚至花的代价还不比英特尔酷睿差,酷睿192项的ROB我们128项,酷睿寄存器堆54项,我们国家龙芯浮点32项,定点32项,再加32项加起来96项这寄存器不比酷睿少,性能不亚于奔腾,但是,很可惜我们需要磨炼。至于酷睿系列,真的是alpha工程师的真功夫了,最后,中国不是做不出顶级cpu,而是需要时间,事实上,我们国家的cpu已经有了奔腾的水平,奔腾也不过是十来年前的主流cpu,所以我们国家一定可以的。只不过还没有摸清门道。加油!十年内,我相信可以超越,因为明年18年的时候荷兰光刻机已经同意卖给中国了,加油!^0^~

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中国是有自己的CPU的,叫做龙芯。和被人熟知的因特尔,AMD相比,龙芯的指令集全部来自MIPS,而常用X86架构的授权掌握在因特尔手里。

这一点在手机上也差不多,英国ARM公司把架构授权给海思,高通,联发科等,然后厂商再决定直接用公版,还是自己做点微调。比如国内华为的海思,小米的澎湃,也是基于授权下,再进行自己的设计。

设计是一方面,生产又是另一方面。中国是个制造业大国,但是再CPU生产这件事上,多年来却一直不太顺利。

主要源自《瓦森纳协定》中,40个成员国对它国出口敏感产品和技术的最终许可权,基本掌握再美国手里。而CPU制造中最为核心的设备之一:光刻机,在很长一段时间向中国的进口,是被成员国禁止的。所以,国内半导体的发展受到了严重的阻碍。即便不是生产CPU,国内晶圆厂的光刻设备,也是基本要依赖进口。

国内海思处理器的大部分是靠台积电代工完成,苹果A系列也是三星和台积电,猎户座和联发科也需要代工。在研发与生产方面,目前只有三星能做到自研自产一条龙。不过话说本来就是个需要分工的世界,大家各司其职,产品才能又快又好的被制造出来。

荷兰ASML公司作为目前光刻机市场的垄断者,击败了日本尼康,占据着80%以上的全球份额。而目前独步全球的EUV光刻机,也是ASML公司的产品。按照目前的情况来看,虽然年初已经有一台ASML生产的光刻机运抵厦门,但并非是光刻机中的王牌。毕竟从顶级光刻机至少1亿美金的报价和国内这台1亿人名币的售价来看,国内拿到的应该是中低端产品,或许想要打破《瓦森纳协定》对国内半导体的阻挠,还需要漫长的时间。

cpu是一种微型电子中央处理器,有多种多样型号和规格,其功能和大小,由芯片来决定。芯片简单来说,就是涂有钛金属的硅片,再经光刻机和刻蚀机加工而成的微型半导体电子电路集成片。目前国际顶尖的Cpu芯片为5nm,而中国能造出并量产最小28nm的芯片。所以跟国际顶尖距离还很大。

为什么有这么大的差距呢?主要是有以下几个原因:一是电路设计问题,也就是微晶体管的布局与连接模式很难掌握;二是钛晶元片的质量和量产问题,也就是钛晶元片精度和产量问题;三是光刻机问题,中国在光刻机制造方面还是个空白,而芯片的制造,必须要经光刻机才能制造,国际上又禁止向中国出售光刻机,所以既便是以上两个问题解决了,没有光刻机,还得到国外去加工芯片。这样不但要付高额的加工费,还要保证芯片不能用于军事。所以我国高端电子产业也是受制于人的。并有至少60%以上利润叫外国赚走了。

以上三个原因,是中国不能生产一流cpu的主要原因。

中国有自主研发的电脑处理器,叫龙芯,我正好用过。

说实话,无论是性能上,还是实际使用,龙芯都和英特尔差距很大。

首先,我们用电脑都有需求,工作要用微软的 office,听歌用 qq 音乐,编辑图片要用photoshop,而这些常用软件,在龙芯电脑都没有!

为什么呢?因为龙芯不能用 x86 架构,而绝大多数软件都是基于 x86 架构开发的。

英特尔和 AMD 垄断了 x86 架构。再加上同为美国企业的微软,全世界的 PC 市场,其实都是在 Intel 和微软打工。

中国的龙芯,即使造出来了,也面临没有软件可用的情况,所以卖不出去。

龙芯的性能也弱。现在龙芯最强的处理器应该是 3A3000,参数如下,比英特尔几年前的产品都弱,完全没法同台竞技。

主频只有 1.5GHz,英特尔只要愿意,做 5GHz 都不成问题。在峰值运算速度、晶体管数量等参数上,都落后于英特尔。

为什么英特尔这么强呢?看下图,纵轴是研发支出,英特尔是全球研发支出的科技企业之一。

华为能在手机处理器上有所突破,也是因为,华为是科技研发支出最高的中国企业。

英特尔有全球最顶尖的半导体设计团队,又舍得投入大笔资金研发,当然稳坐处理器老大的位子。

相比之下,中国的龙芯无论是团队实力,还是投入资金,都远逊于英特尔。

好在智能手机时代,华为的麒麟处理器,可以叫板美国的高通。如今的中国,企业只要舍得投入研发,就能有所突破。

我们当然能造出不错的处理器。“能用”的范围很广,如果对于超算来说,那肯定能用,用起来也还行,但是消费级市场可没那么好伺候啊...处理器造出来没有生态...没有x86授权先天不足...制程工艺跟不上...瓦森纳协定的封锁,我们也拿不到先进光刻机之类的设备,现在中国也只能量产28nm晶圆,大洋彼岸都10nm了...不是我们造不出来好的CPU,是我们适应不了大洋彼岸的企业们制定的规则。现在全世界的PC已经都基本成为定局,包括各种各样的接口,软件。重建一个新生态是不现实的。就拿PC来说,我造出来一颗处理器,发现只能运行自家的OS,就算是LINUX改吧。就这样一台运行linux的电脑,玩不了游戏,显卡就更难受了,自己开发个图形接口吧,太贵,太麻烦,用opencl,opengl是不错,那我问你,游戏玩啥,没有dx咋玩游戏?坦克大战?还是玩微软模拟飞行?办公软件可能只剩下WORD PPT几个还能用了,PR AE PS都得跪。难不成在自己开发一套软件和游戏不成?这工作量,和重建现在的生态有什么区别吗...现在的生态可是全球几亿人花了几十年建立的,那中国的几十万工程师需要花多少年?

放屁,难道神威之光是用的铁疙瘩,不要瞎几把说,是申威26010纯国产,到现在还没睡醒。难道260核心的CPU不是顶级。自己去百度,艹。别人对我们封锁,自己都看不起,小心黄老把你脸打肿了。

标签:造不出,CPU,顶级

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