华为将研发最新的芯片,将用3NM工艺,是绝地反击还是垂死挣扎?

2021-04-17 19:48:43 张老师说事

最近关注华为的朋友,肯定都看到了一个消息,华为将研发最新的麒麟芯片,并且命名为麒麟9010,并且将全面采用3NM的工艺。

因为美国的制裁,华为的麒麟9000芯片已经无法量产,于是很多人以为华为会放弃麒麟芯片系列的研究。

目前华为已经处于一个紧要的关头,因为台积电三星无法为华为代工,高通又无法继续为华为供应芯片,所以华为走到了一个艰难的时刻。

有人就说,华为在这个时候还去研发芯片有点垂死挣扎的感觉,意义已经不大了,因为即使研发出来了,也是无法量产,不如集中力量去解决代工的问题。

不过也有人认为这是华为绝地反击的信号,那么任正非到底是如何打算的呢?从华为的财报来看,去年华为的研发经费继续上涨,依然高达上千亿,保持在全年领先的位置。

华为已经说了,即使无法量产也要研究,只要技术不落下,那么等到美国禁令解除,或者国产代工能力上来了,华为依然可以保持领先。

在这里不得不对华为的精神跟任正非的高瞻远瞩点赞。我们看到的可能是未来两三年的事情,而任正非已经看到了5年,甚至是10年的之后的事情。

有人说麒麟芯片根本不能算是自主研发,因为用了应该ARM的架构,之前又是台积电代工的。那么麒麟芯片能不能算是华为自主研发呢?

最近小米也公布了自己芯片的进展。2017年雷军就宣布要搞澎湃芯片,不过3年多过去了,直到最近才有了消息,小米官方公告:这次我们做了一个小芯片。从这个公告来判断,小米做的应该不是手机芯片,而是等级低一些的芯片。

这个事情我们就明白了,不是说你拿到了ARM的架构就可以设计出芯片。苹果、三星、高通也使用了ARM的架构,全球95%的芯片设计公司都是用了ARM的架构。

ARM就类似于一栋大楼的一个架构,你买到这个架构之后,不等于你整个大楼就建好了,更不等于你就可以建大楼。你必须自己设计通信基带、IPS数字图形处理、神经网络处理器等等东西,然后把这些东西不断加入这栋大楼里面,然后设计出自己的芯片。

这些东西说起来简单,但是如何保证性能、速度等等就是设计者的能力了。如果没有一定的技术积累就很难做出来。

ARM的架构是开放的,全球任何一家公司有钱就可以买,但是可以做出高端芯片的公司却只有那么几家。

另外设计好的图纸必须交给台积电等代工公司去代工,除了三星之外,很少公司可以自己设计跟生产。过去芯片公司都是自己生产,张忠谋后来创办了台积电,开创了全球芯片代工的先河,如今全球可以代工5NM的代工厂,也只有三星跟台积电。例如中芯国际跟台积电的技术差距至少还有20年。

即使你可以买到AMSL最先进的光刻机,但是你也很难在短时间内超越台积电。不仅仅华为,其他的芯片巨头也是在采用代工。

其实华为的麒麟芯片跟高通、苹果的芯片真正的差距不是在性能上面,而是在成本上面,因为人家毕竟走得早,所以在成本上低得多,在市场口碑也更好。这也是为何之前麒麟芯片出来了,但是华为依然跟高通采购芯片,因为麒麟芯片是一个补充,除非麒麟芯片在成本上超越高通了,那么华为不仅仅会大规模使用,而且还会把麒麟芯片提供给其他厂商使用。

其实芯片是一个非常全球化的产业,任何一个国家都无法真正垄断整个产业,ARM是英国的公司,而生产光刻机的是AMSL的公司,代工的三星是韩国的公司。所以哪怕是美国也得依赖于他们。

很多人都期待,中国芯片技术可以真正追赶上国际巨头,可以生产出自己的光刻机,拥有自己最好的代工厂。不过对于中国芯片来说,这不是最好的路子。哪怕华为可以做出3NM的麒麟芯片,但是代工领域我们也很难在短时间内追上竞争对手。

至少我们要做出AMSL目前的光刻机,10年内是看不到希望的。如果10年之后我们可以做出5NM芯片的光刻机,但是人家的技术又会更加先进,所以在现在这条路子上面,我们只能一直在追赶。

要实现弯道超车,那么就必须寻找新的路子。许多人应该都知道数据库,美国甲骨文公司提供的数据库曾经是全球全部科技公司的必备用品。中国的任何一家巨头也必须使用。如果你要在数据库上超越甲骨文,可以说是非常难的。

不过在云计算出现之后,甲骨文的数据库市场份额就不断下跌了。如今阿里、华为等公司都云计算能力都是全球领先的。

对于芯片来说,其实也存在这样的一个机会。过去的芯片是基于摩尔定律生产出来的,根据这个理论,芯片的性能几乎每18个月就可以翻一倍。半导体线宽不断缩小,性能就越来越好,过去芯片是几十NM,如今已经发展到了5NM,未来还会向3NM发展,甚至更小的级别发展。

不过这个趋势不是无穷无尽的。随着线宽越来越小,发热问题就越来越严重,等到发热问题达到一个量之后,芯片就无法工作了,那么摩尔定律就无法帮助芯片突破了。

其实这个瓶颈很快就会到来了,过去芯片性能提升速度是非常快的,如今却是越来越慢了,就是这样的原因,级别越小,突破难度越大。

这个问题很多物理学家早就发现,于是很多人都希望在一张新的白纸上面重新建立规则。旅美的中国物理学家张首晟提出的拓扑绝缘体理论将是打破这个瓶颈的关键。张首晟早就跟华为达成了合作协议,之前华为突破5G的关键技术,也是张首晟帮忙的。

也就是说不管是华为也好,中国芯片行业也好,最大的希望不是在现有的基础上去追赶,而是在新的领域去实现超越。

张首晟很早就预测了,IBM、英特尔等公司很快都会遇到技术瓶颈。现在张首晟已经提出了这个理论,但是还需要在实验室合化出这样的材料,如果成功的话,那么全球芯片技术将迎来一次全面的提升。

张首晟当时就说,等于说过去是开车跑车在闹市走,根本没有发挥跑车的优势,新的技术就是让跑车到高速公路跑,电子就是那台跑车。

可惜的就是,一切的希望在2018年12月1号戛然而止。张首晟在斯坦福跳楼,结束了自己的生命。

同一年任正非的女儿孟晚舟在加拿大转机的时候被捉了。

当然张首晟已经早就在中国播下了希望的种子,2009年开始张首晟就回到清华大学任教,培养了非常多优秀的学生,他早就跟清华大学还有交通大学一起合作,研究拓扑绝缘体。

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