按照设计目的和使用场景来划分,全世界的芯片可以分成三种:通用CPU芯片、专用ASIC芯片和可编程FPGA芯片,从性能上来讲,ASIC>CPU>FPGA,其中通用CPU芯片和专用ASIC芯片方面我国的实力并不弱
以华为海思为例,华为手机麒麟芯片和服务器鲲鹏芯片就属于通用CPU,一片麒麟9000芯片包含153亿个晶体管,比苹果最新的A14芯片还多30%;而华为昇腾AI芯片和5G天罡芯片则属于专用ASIC芯片,余承东曾经表态,华为的5G天罡芯片领先友商至少2年的时间
不过在可编程FPGA芯片方面我国就落后较多了
所谓FPGA,其中文名字是“现场可编程逻辑门阵列”,FPGA与通用CPU芯片一样都是由硅材料制造,不同的是,CPU芯片一旦生产出来其内部逻辑阵列就固化了,而FPGA芯片的内部逻辑阵列则允许通过编程的方式反复修改
对于普通消费者常用的手机和电脑来说,FPGA芯片没啥用,但是对于智能安防、无线通信等领域,FPGA芯片具有不可替代的作用
因为视频的编解码算法、无线通信协议经常更新,总不能算法一更新,工程师就爬到5G基站里把芯片抠出来重新焊个新的吧,有了FPGA,工程师就可以像升级软件一样升级芯片的硬件逻辑了!
国产FPGA迎来突破,打破欧美垄断
目前中国的FPGA芯片至少有90%被美国Xilinx 、Altera等企业垄断,高端的FPGA芯片几乎100%依赖外企,比如华为的5G基站就依赖美国的Xilinx,自从2018年起,Xilinx就已经正式对华为实施了FPGA断供
好消息是,国产FPGA芯片已经有了重大突破!
根据知名半导体媒体爱集微消息,近日国内FPGA芯片巨头紫光同创正式宣布,将在2020年推出中国首款自主研发的28nm FPGA芯片!
可喜可贺!FPGA芯片的制程分为 90nm三类,其中28nm是中低端FPGA芯片和高端FPGA芯片的分水岭,一旦进入28nm制程,FPGA芯片功耗过高的问题将得到解决,性价比则进一步逼近高昂的ASIC芯片
因此,紫光同创推出的这款28nm FPGA芯片,意味着自从1984年美国发明了FPGA芯片以来,第一次有中国芯片厂商能够与Xilinx、Altera等芯片巨头正面PK,二者的实力差距也从20年一下子缩小到10年左右
或供货华为5G基站
据紫光同创消息,公司FPGA产品已经应用于通信领域,主要应用场景有2G语音城际分组传送网和4G接入/传送应用等,而且已经正式进入到5G电路板领域,也就是说,一旦产能跟上来,就有可能帮助缓解华为5G基站对FPGA芯片“一芯难求”的困境
当然,目前FPGA芯片的生产依然依赖荷兰ASML的DUV光刻机,因此也在美国的制裁范围内,不过值得注意的是,早在今年4月份,我国的光刻机龙头上海微电子就宣布,国产DUV光刻机已经研发成功,预计将于2021年正式量产
届时,中国大陆自己的芯片代工巨头中芯国际就能用国产的DUV光刻机生产中国人自主研发的FPGA芯片,想给谁用就给谁用,美国想制裁也够不着了!
另外,根据业内人士透露,目前紫光同创已经规划好了下一代FPGA芯片,目标是三年以内实现16nm甚至14nm的FPGA芯片的国产替代,目前国际上最先进的FPGA芯片是7nm制程,也就是说,三年之内,国产FPGA距离世界领先水平就差1.5代~2代的距离了,值得期待!
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