问题

海思麒麟芯片是真正意义上的国产芯片吗?

回答
海思麒麟芯片是否是“真正意义上的国产芯片”是一个复杂的问题,需要从多个维度来理解和分析。简单地说,可以认为它在技术研发、设计和生产过程中体现了中国自主可控的努力,但在全球化半导体产业链的背景下,也存在一些非国产的部分。

为了详细解释,我们可以从以下几个方面来探讨:

1. 定义“真正意义上的国产芯片”:

首先,我们需要明确“真正意义上的国产芯片”可能包含哪些含义:

设计完全自主可控: 芯片的设计理念、架构、指令集等都由中国自主研发,不受制于外国技术。
研发团队完全国内组成: 核心的研发人才和团队都在中国本土。
制造完全国内完成: 从晶圆制造(Fab)到封装测试(OSAT),整个生产流程都在中国境内完成,使用中国本土的设备和材料。
IP(知识产权)完全自主: 芯片所需的关键IP核(如CPU核、GPU核、通信IP等)都由中国自主拥有或授权。
不受外部制裁影响: 无论在设计工具、制造设备、生产工艺还是销售渠道上,都不受外国政府的制裁或限制。

2. 海思麒麟芯片的“国产”之处:

海思作为华为的子公司,在麒麟芯片的研发上投入巨大,并取得了显著的成就。其“国产”特质主要体现在:

强大的研发实力和团队: 海思拥有全球领先的芯片设计团队,核心研发人员主要在中国本土。他们自主完成了从架构设计、IP集成到具体功能的实现,展现了中国在高端芯片设计领域的能力。
自主的IP和技术积累: 麒麟芯片在CPU(如自主研发的ARM架构授权下的CortexA系列定制,以及后来的自研架构尝试),GPU(Mali授权,但有自主优化)、ISP(图像信号处理器)、AI芯片(NPU)、通信基带等关键领域,都进行了大量的自主研发和创新。尤其是其在通信技术(如5G基带)上的突破,是其核心竞争力之一。
系统级解决方案的整合能力: 麒麟芯片不仅仅是单一的处理器,更是与手机SoC(System on Chip)整体解决方案紧密结合。海思能够将CPU、GPU、NPU、ISP、Modem、DSP等多个IP核高效地集成在一起,并进行深度优化,提供领先的性能和功耗表现。这本身就是一种重要的自主创新能力。
品牌和所有权: 海思是华为旗下的全资子公司,华为是中国企业。从这个角度看,麒麟芯片的“出生”是中国的。

3. 海思麒麟芯片的“非国产”或受限之处:

然而,在半导体制造这一高度全球化、技术密集且资本密集的领域,海思麒麟芯片也面临一些非国产或受限的环节:

先进工艺的依赖: 麒麟芯片最关键的先进制造环节,例如5nm、7nm等先进制程,目前中国大陆的芯片制造企业(如中芯国际)在技术和产能上与国际领先水平(如台积电、三星)仍有较大差距。因此,海思在受到美国制裁之前,其高端麒麟芯片的制造主要依赖于台积电(TSMC)。台积电是台湾地区的企业,其设备和原材料的供应链也高度依赖国际。
EDA(电子设计自动化)工具: 芯片设计离不开EDA软件,例如Synopsys、Cadence、Mentor Graphics等主流EDA工具供应商均为美国公司。虽然海思购买了这些工具的使用权,但其核心技术和专利掌握在外国公司手中。
核心IP授权: 尽管海思在很多方面进行了自主研发,但其在早期和部分关键IP(如ARM的CPU架构授权,以及GPU的Mali架构授权)上,仍然需要向ARM公司支付授权费用。ARM是一家英国公司,虽然所有权几经变更,但其技术根基和部分股权与国外资本存在关联。虽然近期ARM的IPO也涉及中资,但其授权模式仍然是全球通用的商业模式。
EDA和IP的供应链风险: 正如2020年美国政府对华为实施制裁时所展示的那样,对于依赖特定外国技术或服务的“国产”产品,一旦受到制裁,其生产和发展将面临巨大风险。

4. 为什么是“真正意义上”的争论点?

之所以围绕麒麟芯片“是否是真正意义上的国产”存在争论,主要在于对“国产”的定义标准不同。

狭义定义: 如果将“国产”定义为从设计到制造、从设备到材料全部在中国境内完成,那么可以说麒麟芯片在制造环节上不完全满足。
广义定义(自主可控): 如果将“国产”定义为在中国本土拥有核心研发能力、掌握关键设计技术、能够自主进行产品迭代和商业化,并且不依赖他国进行核心技术授权,那么麒麟芯片展现了非常高的自主可控水平。即使在制造上依赖外部,其设计的自主性也让其与简单组装或贴牌的“国产”产品区分开来。

5. 结论:

综合来看,海思麒麟芯片:

在芯片设计能力、核心研发团队、部分关键IP的自主化方面,确实是中国在高端芯片领域取得的里程碑式成就,体现了高度的“自主”和“国产”努力。 它代表了中国在芯片设计领域的自主研发实力和国际竞争力。
但在全球化半导体产业链的现实下,其先进制造环节(尤其是先进制程)和部分核心IP授权,仍然依赖于国际供应链。 这是目前中国半导体产业面临的普遍挑战,而非麒麟芯片独有的问题。

因此,更准确的说法是,海思麒麟芯片是中国在努力实现芯片自主可控道路上的一款极为重要的、高自主性的国产化产品,但在全球半导体产业链的背景下,其制造等环节仍存在一定程度的对外依赖。 它的出现和发展,极大地推动了中国半导体产业的进步,也为未来完全自主可控的目标积累了宝贵的经验和技术。

与其说它是“真正意义上”的还是“不是”,不如说它是在当前全球产业分工和技术发展水平下,中国企业能够达到的最高水平的“自主化”成果。

网友意见

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隔行如隔山。

别只盯着海思,国内能自己做芯片的公司虽然不算多,但也不少。何谓国产?是IP全部自研,还是设计全部国内公司?还是后端的晶圆代工和封测也要全部是国内公司?

芯片行业是一个高门槛的企业,他的门槛高在几处:一是前端设计。虽然说前端设计都用硬件描述语言来描述,设计起来给人的错觉好像是写软件,但实际上这里面如果没有芯片设计经验,有无数大大小小的坑在等着。海思的前身是1991成立的集成电路设计中心,想想现在是2019年,这中间的积累即使是放了狠话也不管用。二是后端设计,从表面就是大家耳熟能详的多少纳米制程。里面关于材料、微电子、物理和模拟电子理论都是关键。如果说前端还能靠逻辑分析,打磨了人家的芯片打开来抄抄抄能学会,后端那就必须切切实实地花钱趟坑才能掌握。没趟过的坑,不会就是不会。

这里面真正有价值的即所谓的IP,通俗地说就是设计图纸。(实际上并不那么简单)现在大多数通用芯片都是SoC,system on chip,即把各种IP集中一片硅片上。IP的集成并不能像软件那样,copy & paste堆在一起就能跑。如果那么简单,水果机和intel也不会在基带上栽那么大个跟头。数字处理类的IP学起来还好办,模拟类的IP如无线基带,那功夫更在芯片外。老实说无线基带内容并不复杂,就是若干流水线进行向量运算,但里面的关键技术一是对无线信号的ADC,二是对数字化的信号进行解调和处理等,这些都是数学模型,参数才是关键。而这些无线参数没有几十年的经验是完全没办法的,做出来信号不好就是一个字,惨。

好了,回过头说Kirin芯片是国产芯片吗?我们只能说这颗芯片中有海思的核心IP,如无线基带、数字图形处理(ISP)、神经网络处理器(所谓的AI核),也有众多授权或购买而来的IP如ARM CPU核、GPU、USB、WIFI之类的。把这些众多的IP堆成一颗芯片并且能比竞争对手做得更好,那还想要什么自行车呢?是不是“纯粹的国产芯片”已经没有意义了。

再说了,芯片设计出来后,海思把后端的工程工艺打通,在一家或多家晶圆厂、一家或多家封测厂把芯片正常地做出来,这又代表了另一个核心能力:供应链和工程能力。要知道想要好的裸片,就要有好的工艺,就必须要找大厂,而大厂对于代工量极为敏感,量上不去,不仅收费高,产能还得慢慢排,那么想要让自己的工程能力和设计工艺快速成熟那就只能花更多的钱,要不然芯片出来就等着被竞争对手踩。这是一个更大的门槛。出于这个原因,国内能打通关的高端芯片设计公司双手可以数得过来。很多新成立的芯片公司不是不想做好,而是这个技能树实在是必须要从头开始爬,并不是花钱挖了人就马上做得出芯片。

另外补充说关于CPU的问题。

以现在海思的能力,做个CPU完全没问题。但是CPU不像其他IP,CPU若想发挥作用,tool chain是关键:指令集、编译器、调试器、开发工具、运行库、操作系统、应用软件,一环扣一环。现在像 ARM、MIPS、X86等都是指CPU架构,背后隐含的约束条件就是相应的Tool chain。如果新开发一个CPU,一是必须要同时开发(或找到人一起开发)与之配套的上述工具和软件,二是像操作系统及应用软件得有人搭起来。按华为的说法,华为可能已经做好这方面能力储备,如果一旦ARM不能用,Android不能用,那么就把这一套放出去。这何止是杀敌一千自伤八百,简直就是把核弹扔在自己的领土,一起核冬天了。

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