中国芯是指由中国自主研发并
生产制造的计算机处理芯片。实施“中国芯”工程,采用动态流水线结构,研发生产了一系列中国芯。
芯片简介
芯片作为在
集成电路上的载体,广泛应用在手机、军工、航天等各个领域,是能够影响一个国家
现代工业的重要因素。但是中国在芯片领域却长期依赖进口,缺乏自主研发。中国是世界上第一大芯片市场,但芯片自给率不足10%。2017年,芯片进口金额超过2500亿美元,
进口额超过原油加
铁矿石进口额之和。
国外巨头依靠在芯片领域长期积累的
核心技术和知识产权,通过技术、资金和品牌方面的优势一直占据着集成电路的
战略要地,特别是芯片生产环节中的制造技术、
设计能力和编码技术等方面。常常会作为谈判筹码进行
贸易制裁和
出口禁运,对中国服务器、计算机、手机行业带来了巨大困扰,针对政务、银行等核心行业造成了安全影响。
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智能手机追剧 大到靠
无人驾驶飞行器空运海鲜.集成电路与人们日常生活息息相关。以自主创新、规模发展为重点,提升芯片设计、制造封测、装备材料产业链能级.成为上海的“任务到2025年基本建成具备自三
发展能力、具有全球影响力的集成电路创新高地。
通用芯片
龙芯系列
龙芯系列通用处理器是中国自主研制的通用处理器,对维护中国的
信息安全具有重要的意义。此前,中国使用的通用处理器绝大多数是美国
英特尔公司和
AMD公司生产的。由于处理器中包含有数千万个至数亿个
电子元件,每个电子元件在处理器中具有什么功能、起着什么作用很难说清楚,也就是说处理器的技术透明度非常低,在技术上,国外公司完全有可能在出口到中国的处理器中植入可用特定手段激活的破坏性或间谍性指令,一旦出现非常情况,这些指令就有可能被激活,进而会使中国陷入被动之中。龙芯系列通用处理器的研制成功将解决上述问题。
龙芯1号:采用动态流水线结构,定点和
浮点最高
运算速度均超过每秒2亿次,与英特尔的
奔腾Ⅱ芯片性能大致相当,在总体上达到了1997年前后的国际先进水平。
龙芯2号:2004年6月,中科院计算所将研发出实际性能与
奔腾4水平相当的“龙芯2号”通用
CPU,比“龙芯1号”性能提高10至15倍。
龙芯3号:2009年研制的3A1000是中国首个四核CPU芯片。
威盛系列
威盛系列处理器是在CPU市场上新兴突起的异军,在收购世界上处理器生产
Cyrix后汇式生产自己的处理器。而Cyrix是曾一度与Intel、
AMD齐名的世界三大
微处理器生产厂商。早在486时代,Cyrix所生产开发的5X86120HMz处理器是比IntelPentium75还快的486级处理器。
·威盛系列:威盛公司的首席执行官陈文奇称将推出世界上最小的桌面处理器。
神威系列
国产
高性能计算机“神威1号”在
国家气象中心安装使用,8小时内能完成32个样本,10天全球预报。数值
天气预报改变了过去预报程序多为
手工操作的落后状况,预报的
准确性、预报速度和
预报时效都大为提高,使中国天气预报的能力和水平又跨上了一个新台阶。
神威一号:实现了与市场上最通用指令的完全兼容,可运行
DOS、WINDOWS等主流操作系统。
飞腾系列
飞腾处理器( CPU)又称
银河飞腾处理器,由
国防科技大学研制。银河飞腾处理器于2004年12月在北京通过国家鉴定。
银河飞腾处理器2004年12月17日在北京通过国家鉴定,鉴定结果表明,
数字信号处理器。
申威系列
“十五”
863计划超大规模集成电路设计专项支持了上海高性能集成电路设计中心研发高性能“申威”CPU,实现从无到有的重大历史跨越,“申威”系列CPU的研发得到了国家“
核高基”科技重大专项的继续支持,经过十余年不懈努力,中国自主研制的高性能CPU取得了长足发展,掌握了高性能处理器
体系结构设计的核心技术,突破了微
结构设计、 Cache设计、核间通信、总线设计、
存储器设计、
低功耗设计、可靠性及安全性设计等
关键技术,达到了国际领先水平。
嵌入式芯片星光系列
“星光系列”
数字影像芯片项目由
北京中星微电子有限公司邓中翰等完成。该成果全面地分析
数字多媒体芯片技术的共性,提出了个完全的从多媒体
数据结构、多媒体处理算法、直到多媒体芯片架构、高速
低功耗超大规模集成电路以及
嵌入式系统软件技术的整体多媒体芯片
技术体系,在中国实现了标准与核心
技术产品的
有机结合,并由低成本的
单晶片系统方案实现了高昂的
多媒体技术,获七大核心
技术突破(多媒体
数据驱动平行计算技术、
可重构CPU架构技术、深
亚微米超大规模芯片设计技术、高品质
图像处理及动态无损压缩算法技术、
CMOS模数混合电路技术、
超低功耗低振幅电路技术、单晶成像嵌入系统技术) 。
星光一号:2001年3月问世,是第一个打进
国际市场的中国芯片 。
星光二号:2002年5月问世,是全球第一个音频视频同体的
图像处理芯片。
星光三号:2002年9月问世,是中国第一块具有CPU驱动的图像处理芯片。
星光四号:2003年2月问世,是中国第一块
移动多媒体芯片 。
星光五号:2003年6月研发成功并实现产业化 ,并被
中国电信指定为可视
通信芯片标准。
北大众志系列
北大众志从1995年开始在主通用处理器及系统心片方面开展系统性的研究和开发工作,并始终坚持拥有
自主知识产权的发展思路,自主定义
指令系统,在微
处理器结构、优化编译、低功耗设计、
功能验证和秘理设计等方面取得了重要的技术创新,并成功研制完成UniCore系列自主CPU及 PKUnity系列
系统芯片。北大众志 Unicore指令系统包括64位的 Unicore64、32位的UniCore32和16位的 Unicore16,还包括
浮点指令系统UniCore64和扩展指令系统 UniCore2D/3D。 UniCore指令系统在指令密度
通用寄存器设置等方面都有特别的设计,还包含了DSP扩展指令,以满足更广泛的应用需求。
北大众志:2003年12月8日,北大众志-863系列的CPU系统芯片由
北京大学微处理器研究开发中心研制成功。
湖南中芯系列
湖南中芯:2003年10月23日,中国第一片具有完全自主知识产权的
数字图像与
视频压缩编码解码芯片诞生。
万通系列
万通1号:2003年9月25日,可应用于
公共服务、企业用户、
校园网、政府机构、家庭及个人用户的芯片诞生。
方舟系列
方舟2号:2003年8月11日,
海淀区的
电子政务领域正式推广使用具有中国自主知识产权芯片的
网络计算机。
S698:2003年5月,全国首家
系统级芯片(SoC)
设计平台日前在哈工大
微电子中心搭建成功。
神州龙芯系列
2002年,中国第一款具有完全自主知识产权的通用CPU―
龙芯一号正式问世,实现了中国集成电路产业史上“零的突破”,结束了中国无“芯”的历史,打破了国外芯片在中国的长期垄断地位;2005年,中国首款64位高性能CPU―
龙芯二号发布,其性能达到2000年以后的国际先进水平,从此确立了龙芯CPU为国产通用芯片的领跑者地位。
神州龙芯:2003年3月5日开始收尾,是从2002年推出的32位、266兆赫版本改进而来,它针对的是
嵌入系统市场。
工程简介
“中国芯”工程是在工信部主管部门和有关
部委司局的指导下,由
中国电子工业科学技术交流中心(
工业和信息化部软件与集成电路促进中心,简称
CSIP)联合国内相关企业开展的集成电路技术创新和
产品创新工程。自2006年以来,该活动秉承“以用立业、以用兴业”的发展思路,旨在搭建中国
集成电路企业优秀产品的集中展示平台,打造中国集成电路高端公共品牌。
趋势对策
芯片强国的战略已刻不容缓,然而通过对芯片行业发展的
趋势分析,中国集成电路行业的破局和赶超充满了挑战。只有从全球发展的视角打通
上下游产业链,营造
生态圈,聚
市场资本之力允许试错和失败,
快速迭代,利用创新合作的模式发展才是正道。
集成电路行业面临着针对人才要求高,但是相关待遇不匹配的窘境,加上集成电路行业产品
周期长,这让很多高级人才投身到了
互联网软件行业。只有通过正确的价值引导,吸引更多的市场资本,提高相关岗位的
价值匹配,才能够打造一个复合技术团队。
(2) 重视研发,持续投入
立足全球,
英特尔等行业巨头动辄数百亿美金的研发投入。而中国集成电路行业大多都是中小企业,资本和政府
投入资金不足以支撑产品迭代。研发作为高科技产业的核心动力,只有得到持续的资金投入,较为宽松的发挥空间,才能够激发
研发团队的灵感,创造出更契合
市场需求的产品。
中国
集成电路产业的发展必须具备全球化的视角,也需要全球化的合作,开放与合作是未来的主流。同时,中国集成电路行业虽然需要
国家政策和资金的扶持,但是没有充分的
市场竞争,忽视市场真正的需求,无视
资本市场资金关注的要素,一味的闭门造车也是很不可取的。
市场化也是中国集成电路产业不得不面临的一个课题,只有在全球化和市场化的基础之上,结合政府持续的政策扶植和资金投入,才能迎来中国集成电路产业的春天。
总结
“中国芯”的发展无法脱离全球化的发展背景和
集成电路产业发展的实际规律,只有通过对关键要素的分析,才能寻找到
产业发展的破局和机遇,从而提出更好的应对措施。