芯片困境中国该怎么办? 第1页

打破困境，需要扬长而避短。在芯片方面，我们的短处有很多，但是最主要的是：我们没有先进的制造工艺。

首先量化一下落后工艺水平给我们带来的劣势，参照以下两表[1]：

假设目前我国完整自主掌握了High-k的全工艺节点，也就是对等上表中的32nm（对等现实中的TSMC28）。那么查表可知，我们的工艺相较于7nm工艺，芯片面积为7nm的7.8倍，能耗约为7nm的3-4倍，频率约为7nm的1/4。

（注：以上是非常粗略的计算，真实情况会比这略好一些。介于7nm之后的工艺提升较小，暂且将 7nm作为标杆。）

那么如何扬长呢？

仅介绍一下个人观点：我们的长处在于我们的工业体系，在于我们政府的强产业整合能力，在于我们的高效率，在于我们的低成本。

到目前为止几乎任何芯片从设计到验证到生产，都是至少以季度为单位，通常以年为单位。这种超长的生产周期是行业的一大痛点，但是长期以来这一痛点得不到解决，因为半导体产业从原材料到光刻机到代工厂再到fabless设计企业都十分的分散。从一方面讲，这种全球化分工促成了现代半导体工业。但是从另一方面讲，也正是这种分散，使得半导体迭代周期没法进一步提升。

这是我们的机会。我们的工业体系虽然未必精，但是足够全。把半导体产业的所有环节全部承包也是可以实现的。更不用说政府还可以推进这种整合。然后企业要进一步压缩生产周期，争取能将从设计到量产的周期压缩到数个月内，将纯生产周期压缩到一个月甚至几周内。还要优化单次流片成本，让企业有意愿讲更大量的应用以ASIC的方式部署。

天下武功无坚不摧唯快不破。

我们可能短时间内还做不出先进工艺的芯片，正因为如此，我们要发展细分市场。毕竟对于相当一部分对芯片有需求的公司来说，高速迭代周期和低廉流片成本可能比高端制程本身更有吸引力。

退一步说，如果芯片的生产周期真的可以做到几周内，那么为什么还会需要FPGA呢？目前有大量的设备上正在使用FPGA芯片，而这些公司使用FPGA芯片的原因无非是流片成本过高周期过长。对于这些企业来说，如果造ASIC的成本和周期都被大幅度压缩，那ASIC一定会成为比FPGA更优的解决方案。毕竟哪怕是90nm的ASIC，在能效性能成本的所有方面，都稳定吊打7nm的FPGA。

再退一步说，有许多企业会愿意花数个月时间去优化一个算法。如果使用ASIC，绝大多数算法在ASIC上的性能都可以强过CPU三个数量级，强过GPU一到二个数量级。由此看来，ASIC的性能优势完全足以弥补我们工艺上的不足。如果ASIC的制造企业可以做到以更短的时间更低的成本拿ASIC把这些算法给优化了，那是不是也侧面降低了我国企业对高端CPU和GPU的需求了呢？

这是田忌赛马，以我们目前的工艺，CPU和GPU都干不过国际先进水平。可是难道我拿ASIC打你CPU还打不过不成？

[1] A. Stillmaker, B. Bass, Scaling Equations for the accurate prediction of CMOS device performance from 180nm to 7nm, INTEGRATION, the VLSI journal.