龙芯2f(中国芯片需要多少年才能实现国产化)

1. 龙芯2f,中国芯片需要多少年才能实现国产化?

当然可以!中国芯片行业面临着技术上的缺口,存在着空白的间隙,因此首先需要从“钢铁时代”技术突破中进行评估,钢铁时代技术包括芯片设计、半导体封装工艺、芯片验证、芯片制造、芯片验证、芯片测试、可靠性分析等。

随着中国芯片行业不断发展,企业间的合作和技术投资也在不断投入,使中国芯片行业越来越具备产品化、货产化能力。

不过,由于芯片产品设计和开发周期比较长,基础技术需要不断提升,因此技术水平不断提高,企业间投资和合作要求更加严格,因此,要实现货产化还需要花费较长的时间,至少需要 5-10 年的时间才能实现货产化。

为了实现这一目标,中国芯片行业必须持之以恒地投入创新发展,加快芯片行业的技术研发,提高芯片产品的质量,建立更加严格的标准化管理体制,积极引进先进的芯片设计工具,开展深入的芯片安全测试,以及推动企业间的技术联合研发,以上都是芯片行业获得货产化能力所必须具备的能力。

同时,中国政府也在积极推动芯片行业的发展,不断推出各项政策,大力支持芯片行业的技术研发,支持企业间的合作,鼓励企业间的交流和联合,积极引进先进技术和设备,大力推广芯片的应用技术,协助企业投资技术研发,以及鼓励技术创新等,这些措施都有助于中国芯片行业实现货产化。

同时,中国政府也鼓励芯片企业大力发展海外市场,提升中国芯片产品的市场地位,以及开展国内外的技术研发合作,有助于中国芯片企业提高技术创新能力,也有助于芯片行业更快地实现货产化。

在日益激烈的国际竞争环境下,中国芯片行业要实现货产化,企业间的合作,投资和技术研发也必不可少,中国的政策支持和技术引进也可以缩短芯片行业货产化的进程,而企业内部的技术投入和管理水平也会影响到芯片行业实现货产化的进度。

同时,为了帮助中国芯片行业更快地走向货产化,政府、企业和个人均应加大投资,进行人才培养和加强企业间的技术合作,同时制定完善的监管机制,在知识产权和标准规范方面有明确的制度,也有助于中国芯片行业的发展和货产化进程。

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龙芯2f(中国芯片需要多少年才能实现国产化)

2. 如何看待龙芯对外公开的LoongArch指令集?

没有生态一切都是空谈!LoongArch指令集公布的意义很大,但是没有市场生态都是枉然!而对于华为,龙芯更是如此的不堪一击!

今天我们就说说龙芯及LoongArch指令集背后的故事:

一、龙芯被汉芯坑了:

2003年2月,上海交通大学陈进教授正式对外宣布他自己“发明”的芯片“汉芯1号”研制成功,事实上这是块摩托罗拉的芯片。这一造假事件对整个中国通用处理器研究是个沉重的打击。

而龙芯和汉芯的一字之差,也让人误以为龙芯也是造假出生,唉!论起名的重要性。

其实,龙芯的研制要比汉芯要早。

2001年5月,中科院计算所开始研发龙芯通用处理器;

2002年8月10日,我国首款通用CPU龙芯1号(代号X1A50)流片成功;

2006年10月,中国科学院与意法半导体公司签订了关于龙芯处理器的战略合作协议;

2007年3月,龙芯第一款产品芯片龙芯2F流片成功;

2010年4月,中国科学院和北京市政府共同出资,龙芯中科技术有限公司正式成立。

话说到了2011年,龙芯从美普思科技公司购买了MIPS 32和MIPS 64 架构的永久授权,开始使用MIPS架构开发芯片芯片了。

选择MIPS架构,龙芯不仅仅是没钱和没时间的问题,更是因为MIPS与英特尔、AMD、ARM三家完全没有市场重合,没有专利束缚,这也是龙芯购买MIPS永久授权的原因,之后龙芯的研发大家都知道了,这完全可以叫它为国产。

主要产品包括;面向行业应用“龙芯1号”小CPU、面向工控和终端类的“龙芯2号”中CPU、以及面向桌面与服务器类应用的“龙芯3号”大CPU。

二、龙芯现在的水平如何?

2019年,龙芯第三代处理器产品3A4000/3B4000成功推出。这也是龙芯3号系列处理器中首款基于GS464v微架构的四核处理器。

它的主频:1.8GHz–2.0GHz(商业级)

制造工艺:28nm FDSOI工艺

峰值运算速度:128GFlops@2.0GHz

核心个数:4

据龙芯工程师透露:与之相对比的是AMD K10处理器,K10也就是通常俗称的K8L,龙芯3A4000处理器的IPC性能已经超过了AMD 打桩机的50%左右,不过AMD K10处理器的实际频率很高,这方面国产处理器依然有较大的差距。

其实大家只要对比华为的鲲鹏920处理器,它拥有24颗核心,运行频率最高可达2.60GHz,就会发现国家队研制的龙芯处理器是如此的不堪一击。

但是,当有人将其实测时,发现龙芯3A3000四核@1.45G 得分只有2889分,即不如兆芯KX-6640A四核@2.6G 的得分8118,当然更比不上华为 鲲鹏920四核@2.6G 的得分12373。

具体就不细说,中科院计算所作为中国最顶级科学院,比不过一个民营企业华为的研发,实在让人无语。

三、没有生态,一切都是枉然

与龙芯此前发布的LoongISA指令集不同,LoongArch的指令集几乎是全新,而龙芯 LoongArch的路线与华为 方舟编译器上的有些类似,均是采用二进制翻译来融合MIPS、RISC-V、ARM和X86指令系统的主要功能。

龙芯自己生产销售处理器,它希望将授权指令集给第三方。这种关系只存在于x86和ARM等等阵营中,而诸如Intel, 高通本身具有较强的芯片设计制造能力,但是龙芯显然并没有这种实力让别人来靠近自己。

除非它自己用,但是又有多少销售量能支撑它做完整个生态了?正如龙芯总设计师胡伟武所言,他已经用了17年时间研发龙芯,还准备再花13年时间,去建立龙芯生态。但他根本就没想到这个时间成本实在太高了。

对比的明显就是华为了,10年不到,华为成为了ICT(信息+通信+技术)产业的标杆,完成了华为生态的建设,

仅仅华为的擎云台式机生态清单中已适配近500款国产软件、硬件。

到此时龙芯才想到效仿华为,刚开始建立自己的生态圈,建立自己的指令系统联盟,恐怕真的很晚,也很难!

3. 除了龙芯之外还有那些处理器属于MIPS架构?

龙芯(英语:Loongson,旧称 GODSON)是由 中国科学院计算技术研究所胡伟武等人所设计的通用中央处理器,采用 MIPS、LoongISA® 精简指令集架构,买断了 MIPS® 指令集专利。龙芯 1 号系列为嵌入式领域芯片,已经被多家企业使用。龙芯 2 号系列速度最高为 1GHz,用于瘦客户端、工控等低中端领域。龙芯 3 号系列于 2010 年推出成品,用于桌面、服务器、超算、工控等领域。当前中国科学院计算技术研究所亦有研发以龙芯为处理器的超级计算机计划 。

龙芯一号

请注意,这里的龙芯一号和 2009 年龙芯中科所发布的龙芯 1 号不是同一种产品。2001 年 8 月 19 日龙芯 1 一号逻辑设计在 FPGA 平台上运行起来。因此,8 月 19 日被定为龙芯的生日。整体的性能低于 IntelPentiumII。为了纪念胡伟武的导师夏培肃先生从事计算机事业 50 周年,“龙芯一号” 被命名为 “夏 50”。

龙芯 1 号系列

2010 年 4 月,龙芯中科™正式成立,落户在中国北京市海淀区稻香湖路中关村环保科技示范园中国科学院计算研究所产业园龙芯产业园。公司成立后,龙芯调查市场,重新创建了低端嵌入式产品线 —— 龙芯 1 号。当前已知产品有龙芯 1A、1B、1C300/1C101(指纹生物识别应用芯片)、1D(水表专用芯片)、1G(音响专用芯片)、1H(石油钻探耐高温芯片)。

龙芯 2 号系列

龙芯 2 号系列最初的版本是用 0.13 微米制程技术。龙芯 2 号系列已知的有 2B、2C、2D、2E、2F/2F-1000、2G/2GQ、2H、2I (2GP)、2K1000/2K2000 型号。龙芯 2 号处理器都是 64 位处理器,早期的型号是 4 发射乱序执行的 64 位 GS464 系列处理器核,后来新出的处理器升级为采用 GS464E 处理器核。龙芯 2K 处理器是双发射乱序执行的 GS264 处理器核的 64 位双核处理器。龙芯 2GQ 则是一款 4 核处理器。

龙芯 3 号系列

龙芯 3 号处理器均为 4 发射 64 位多核处理器。当前,除了龙芯 3B1500 处理器为 8 核,其他的龙芯 3 号处理器均为 4 核。龙芯 3C5000 处理器会将处理器核数提高到 16。 龙芯 3 号处理器的微结构分为 GS464,GS464E,GS464V 以及 GS464EV(GS464v)。

龙芯桥片系列

为龙芯处理器提供南北桥功能,有 7A1000 和 7A2000 两款。2000 的 GPU 是自研。

龙芯从未公布的隐藏处理器

除了龙芯 1 号、2 号、3 号三个系列的处理器,在龙芯的发展过程中还开发了一些实验型的处理器,并没有量产,有些甚至没有流片。

Godson-T

龙芯处理器在发展过程中,一度想要用做超算处理器,希望开发一款 64 核的众核处理器,命名为 Godson-T。Godson-T 由计算所先进微系统研究组研发,2008 年已经在进行 RTL 验证在 2008 年 12 月开始 RTL 代码编写。2010 年 5 月,GodSon-T 的原型芯片 16 核 GodSon-TI 交付流片,采用 130 纳米工艺。2010 年 10 月 17 日,调试成功。

由于龙芯将研发重点重新转向提高处理器单核性能,Godson-T 处理器研发中止。

Godson-X

龙芯所有量产的处理器,均采用的是 MIPS 指令集。但是,由于主流桌面处理器市场上使用的是 x86 指令集,基于知识产权和专利等原因,龙芯无法使用 x86 指令集。为了实现对现有生态的兼容,龙芯 3A 系列实现了针对 x86 指令和 arm 指令的二进制翻译指令。在研发过程中,龙芯开发了使用 x86 指令集的处理器原型 Godson-X。

龙梦一号(航天龙梦)

中科龙梦 (现更名为航天龙梦) 使用早期的龙芯 1 号的 IP 核,开发了龙梦一号 SOC,用于税控机 (Fiscalcontroller register)。 该税控 SoC 专用芯片以 “龙芯 1” 处理器核作为 MCU,采用 AHB (the Advanced High performance Bus)+APB (the Advanced Peripheral Bus) 为片上总线。

GS32I-400 SOC

GS32I 是根据龙芯 2 号设计的一款 SOC 芯片,主频 400MHz,集成 16K 数据缓存和 16K 指令缓存,封装大小 19mmx19mm,424 针 BGA 封装。内部接口上,集成了 PCI 控制器,两个百兆网控制器,USB,AC97 控制器,PCMCIA 控制器,SDRAM 控制器和 EPROM 控制器。

用了龙芯的个人计算机产品

自从龙芯 2F 发布以来,有数款笔记本电脑都采用了此种低功耗处理器,例如

江苏龙梦逸珑笔记本电脑(YeeLoong)(QQ音乐三巨头江苏泷???)深圳一本通计算机有限公龙腾笔记本电脑 EBT700,有 800x480 分辨率。采用龙芯 2F 处理器,主频 1GHz。EMTEC 生产的 Gdium 笔记本电脑

龙梦也设计了使用龙芯 2F 的一体机,迷你计算机,台式机等产品。

步入 3A/3B 时代之后,龙梦继续设计制造了许多龙芯的台式机,一体机,笔记本等设备。同时,也有许多其他厂商发布了使用龙芯处理器的个人计算机。

互联网与服务器

龙芯处理器被广泛应用于服务器,存储基础设施,防火墙等领域。例如万由 U-NAS-II,采用了龙芯 2F 处理器。天融信防火墙采用了龙芯 3A 系列处理器 。

嵌入式产品

龙芯处理器已被用于智能电视,电视机顶盒,交通灯控制等等嵌入式产品或设备中。

人造卫星

龙芯 2013 年后开始主攻人造卫星使用的抗宇宙辐射芯片,因为卫星用芯片其实不需要民用芯片的高性能与低奈米精密制程,许多卫星的 CPU 性能其实还比不上一台游戏用桌机,但是非常注重稳定性和抗宇宙温差、辐射、太阳风的能力。2017 年,已经有三颗北斗卫星定位星采用龙芯芯片在轨运行。

本回答总结自 wikipedia。

以上。

4. 中国芯片没有ARM授权还可以设计吗?

ARM原本是一家英国公司,后来被孙正义收购了。

ARM公司不设计芯片,也不销售芯片,仅仅为芯片设计公司提供相应的工具、完整功能单元、电路设计架构与咨询服务,他们没有庞大的实体资产,但对技术的要求非常高,且容易形成垄断,致后来者难以打入。

ARM构架▼

ARM架构跟英特尔处理器最本质上的区别,就在于它采用了精简指令集(简单指令集),非常的省电高效,也就是2~3瓦,甚至更少,这样的设计非常适合手机、平板、数码相机等便携式电子产品。

目前,全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。

高通、三星、华为、苹果、联发科等,就算是自己研发手机处理器芯片,也绕不开ARM授权,每家公司的授权模式也不同。

孙正义收购ARM

2016年,日本的软银斥资240亿英镑收购了ARM,溢价率高达43%。

这个价格,相当于ARM公司2015年净利润的70倍。

ARM有以下三种授权方式:

1.处理器授权

处理器授权是指授权合作厂商使用ARM设计好的处理器,对方不能改变原有设计,但可以根据自己的需要调整产品的频率、功耗等;

2.POP授权

POP授权是处理器授权的高级形式,ARM出售优化后的处理器给授权合作厂商,方便其在特定工艺下设计、生产出性能有保证的处理器;

3.构架授权

架构授权是Arm会授权合作厂商使用自己的架构,方便其根据自己的需要来设计处理器。

ARM公司的收入来源▼

1.授权费;

2.版税;

3.软件工具;

4.技术支持服务。

没有ARM授权,中国芯片还能生产吗?

中国处理器的研发需要购买外国的技术,最初,我们没有版权的意识,不管谁的指令集和架构拿来就用,后来要做商业产品,开始购买一些授权。

90年代,中国就抓住机会购买了Alpha的全套技术,买下了知识产权,发展出后来的神威。龙芯在初期山寨之后,也购买了MIPS的指令集授权。而授权最多的还是ARM方式,ARM授权是一代一代的,ARM的指令集架构和微架构一起买便宜,只要指令集架构,微架构自己开发就贵。

华为的鲲鹏920则只买了指令集架构,微架构是自己国际团队研发。

但是,如果ARM停止授权,中国的ARM相关的芯片都不能继续生产。

ARM公司停止对华为授权,华为会受到影响吗?华为还是有先见之明

华为目前一直在研究自己的芯片制造技术,但是目前还是需要使用ARM的芯片架构技术,因为技术本身的先进性和科学性真的是没得说。

所以,这次ARM要停止对华为的芯片架构技术授权,对华为肯定造成了不小的影响。

对此,ARM官方指出:“华为之前已经买下了核心技术的永久版权,即使停止相关的技术授权,华为也是可以根据已经购买的永久版权进行自主技术研发。”

华为的高层余承东也表示:“华为在芯片架构方面拥有“备胎方案”,所以即使ARM断供也不用担心。”

华为之前已经买下了ARMv8的永久授权,而ARMv8就是ARM公司的32/64位指令集,手机芯片就是基于这个指令集。意思就是说以后ARM就算不再授权给华为了,华为也可以利用ARMv8自己设计芯片,而且华为已经可以完全独立设计ARM处理器,并且拥有完整的产权知识,所以我们压根就不必担心华为还能不能做出芯片。

但是我们要注意,另一个问题,美国英伟达收购ARM

2020年9月14日,英伟达正式宣布将从日本软银公司手中全资收购Arm,它为此支付的总价最高可达400亿美元。这对中国,甚至是全球的芯片企业来说,可能并不是好消息,因为Arm确实将丧失中立。

国内ARM CPU厂商和一些媒体鼓吹ARM开源、中立、自主,但实际上,ARM压根和开源没啥关系,在立场上也是屈从于西方政客,也谈不上中立,至于自主就更是伪命题。

ARM受美国出口法管控,因为ARM在北美奥斯丁有研发,受美国控制。

一些人认为,国内ARM CPU购买了ARM V8指令集的永久授权,但这种商业授权行为根本无法对抗西方政客动用国家力量下达的禁令,西方国家可以用威胁国家安全的名义轻易将授权作废。

即便用“温和”一点的手法,英伟达只要在ARM未来版本中,随便加入几条国产ARM CPU不支持的指令,甚至加入哪怕一条相互嵌套的指令——而国产ARM CPU的旧版本架构和指令不支持、不被授权,就会有bug,产生巨大隐患。

所以中国的审批一定会考虑再考虑。

中国有备胎吗?

通过前些年的购买,中国已经有了自主的指令集和架构。

购买Alpha后发展的SW指令集,获得MIPS授权后推倒重来的龙芯的指令集,都是自主指令集架构和微架构。

兆芯虽然用X86指令集授权,但是微架构也是自己设计的,中国在芯片设计上是有备胎的。

中国的备胎缺乏的是生态系统,需要国家做选择,扶持一些企业,扶持生态系统,应用在一些国家采购的领域。

在可能的领域,用国产指令集,国产制造技术替代ARM授权,国外制造的技术的芯片。

虽然国产的性能差,功耗高,但是可以通过软件和系统的优化去解决。

一旦形成了我们自己的生态,哪怕有再个风吹草动,我们也可以大规模替代,那个时候时候我们就不怕ARM停止授权了。

5. 国产芯片与美国芯片的差距在哪儿?

华为事件后,国内芯片热度一直居高不下。刚刚就在6月9号举办的2021世界半导体大会上,吴汉明院士再次发声,点明国内芯片制造的三大挑战,即精密制图、新材料新工艺和良品率。据预测,到2030年,中国大陆将成为全球第一大芯片产出地。

目前来看,国产芯片与美国芯片的差距到底在哪儿,我们最快要多久才能赶超呢?

根据ASML老板说的,对华技术封锁是个错误,最多15年,中国将建出完整产业链,到时欧洲将失去所有市场。我不确定他是基于个人判断或调查研究,这15年应是参考了北斗系统(20年)和空间站(10年),类似的话比尔盖茨也说过,而本人略微悲观些,觉得要25年才行。一、近年中国芯片产业进步有目共睹,可与美国的差距到底有多大呢?根据美国SIA的数据:近30年在芯片全球产业链中的占比,美国大概占50%上下,中国现在大概有5%,也就是有10倍的差距。

看完现状,我们再看追赶速度。根据美国官方组织统计的美国上市公司数据,美国芯片上市公司2019年的研发投入和资本支出总计717亿美元,从1999年到2019年,美国芯片上市公司整体资金总投入将近9000亿美元,而我们的国家大基金一期二期加起来也就3000亿人民币,差了一个数量级。

另一个数据更加震撼,美国芯片上市公司过去20年的年均研发投入销售占比是16.4%,而中国芯片上市公司是8.3%,大概只有美国的一半。

由此可见,我们要完成对美国的超越,道阻且长。作为追赶者,必须要加大投入,才有可能后发居上。换一个角度看,美国在1894年GDP已是世界第一,直到第二次世界大战后才成为科技第一,中国同样可能也需要这么个过程。

近年来,中国芯片产业的进步是有目共睹的,我们已经从中低端解决了有无问题,国产CPU已在国内获得应用机会,未来将在此基础上,不断迭代、不断升级,从有到好。

从制造来说,中芯国际也取得了巨大进步,工艺制程从此前的28nm升级到了14nm,虽然台积电更快,但我们的进步是巨大的,如果没被光刻机卡住,我们肯定在7nm、5nm上已实现了突破;在封测行业里,我们有长电、通富、华天;在半导体设备上,中微半导体、北方华创也实现了一定比例的国产替代;在半导体材料上,8英寸、12英寸的晶圆硅片,也有了一定的国产化比例;而在少数芯片领域,国产厂商也开始进入全球中高端应用市场,如华为海思的麒麟手机芯片等。二、参观日韩芯片产业发展,我们是在没显著优势的情况下,就被美国打压了回顾历史,上世纪五六十年代,芯片是美国的天下,其实是没有日本韩国什么地位的,日本开始重视民族企业的发展,索尼,松下等企业才迅速发展。到了70年代末,日本芯片实力大大提高,能和美国扳手腕那种,同时以质量好,价格低的优势把美国产业打得落花流水。

再到八十年代末,日本半导体产业占全球70%甚至80%,美国意识到危机,在1982年开始搞日本,1985年对日发起301条款诉讼,美日签订《半导体条约》,就算美这样打压,日半导体在80年代末还是全球巨头,而美国就是以这种方式压垮了日本半导体。

同时,韩国三星在90年代发展起来,有韩国政府和美国的扶持,90年代末就超过日本美国,不过1997年亚洲金融危机,美国购买大量三星股票,占有量超50%。虽美国不直接干预三星内部事务,但三星大部分利润是被美国赚去了。可以说,三星就是美国的高级"打工仔",被美国控制住了。

讲了这么多历史,我们可以看出:

一是韩国日本半导体都曾经用10到29年来超过美国,但都被美国打压然后控制住了。二是其实美国主要靠剥削别国利益,维持自身的强大,不过是美国先入手半导体产业,某种程度上占有一定优势而已,看看欧洲,一直没有发展出一个像三星、台积电这类巨头,总结就是美国的先发优势和资本优势,这又会吸引全球顶尖人才,不断良性循环。结论就是:中国半导体是在没有建立显著优势的情况下,就被美国狠狠打压了,这一点与韩日不同,这意味着我们必须打破高耸的技术壁垒,前路艰难险阻啊。

三、最后,中国芯片产业什么时候能超过美国?这是个伪命题如今看来,中国芯片产业并不是要超过谁,而是要满足谁。搞清楚这个问题,是芯片产业发展的核心问题;芯片产业不是奥林匹克竞赛,看谁的芯片技术好,发个金银铜铁奖牌;那满足谁?满足中国日益增长的芯片需求。

全球举足轻重的中国IT产业集群对芯片需求占全球半导体的份额接近一半。我们每年2万多亿的进口额,本身就不是一个经济体的常态。

所谓“卡脖子”,不是说说而已,按照中国半导体的产业规划,到2025年,中国芯片自给率要达到70%,各种国内外统计渠道略有悲观,但是即使没有70%,即使是50%,这是一个万亿增量的大市场。

可是,面对这种巨大规模市场,芯片产能转移到中国,是未来十年的趋势,会有反复,但不会回头;没有人能够对抗不了经济运行的规律,只能顺势而为,不是逆势而行;中国的芯片行业是汪洋大海,不是小池塘,海纳百川,水大鱼大。

也就是说,等中国芯片产业等真正把这个需求满足了,估计就会对什么时候中国芯片产业超过美国的执念就放下了,真正是“风轻云淡,于事安然”。与其追求何时超越,不如立足当下,满足自需为重。最后的话:所谓的芯片领先,绝对不单单是设备,更是其产业链

我们一定要明白一个道理:所谓的领先,绝对不单单是设备,更是其产业链;美国打击的也不仅仅是某一家,而是全部的产业链!曾经有位大佬画了一个图来解释在半导体产业链上我们与美国之间的巨大差距,看看这个图感觉挺好的。

你若要说几年能赶上,这还真说不好,个人认为不求快但求稳,别搞些乱七八糟的事,比如汉芯、弘芯等。如果企业追求、资金和国家关怀,三者一同就位,则构成了中国半导体发展几十年来前所未有的天时,假以时日,我们一定可以的!

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