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中国在芯片之争中占据一席之地 未来还将有所进步
来源：本站 作者：管理员 发布时间：2021-04-12 09:21:31
半导体技术是数字时代的一项基础性技术。大数据、人工智能(AI)、自动驾驶和5G等新技术要渗透到社会的各个角落，仅依靠算法和软件还远远不够。如果缺乏性能好的半导体，就难以造出低能耗、高效率地处理庞大数据和复杂计算的硬件，数字驱动经济发展或将是纸上谈兵。
目前，因种种原因面临“芯片荒”。在此背景下，中国科技发展的脚步依然不止。
中国已于2020年成为最大的半导体制造设备市场。美国在芯片领域对华“卡脖子”，却激励了中国人建立自己的具有竞争力、影响力的半导体产业。虽然这需要一些时间，但在太阳能、高铁、汽车等产业领域，中国已经证明其完全有赶超美国的实力。
芯片设计难在哪儿？
芯片制造的完整过程包括：芯片设计、晶圆制造、封装、测试等几个主要环节，其中每个环节都是技术和科技的体现。
对于芯片来说设计和工艺同样复杂，八十年代EDA技术诞生——芯片自动化设计，使得芯片设计以及超大规模集成电路的难度大为降低，工程师只需将芯片的功能用芯片设计语言描述并输入电脑，再由EDA工具软件将语言编译成逻辑电路，然后再进行调试即可，正如编辑文档需要微软的office，图片编辑需要photoshop一样，芯片开发者利用EDA软件平台来进行电路设计、性能分析到生成芯片电路版图。现在的一块芯片有上百亿个晶体管，不依靠EDA工具，芯片设计根本无从下手。你细品，这么浩瀚的工程怎么能靠手动完成呢？
重点是尽管有了EDA也并不代表芯片设计这件事很容易，芯片设计仍然是一个集高精尖于一体的复杂系统工程。设计一款芯片，开发者先要明确需求，确定芯片“规范”，定义诸如指令集、功能、输入输出管脚、性能与功耗等关键信息，将电路划分成多个小模块，清晰地描述出对每个模块的要求。
然后由“前端”开发者根据每个模块功能设计出“电路”，运用计算机语言建立模型并验证其功能准确无误。“后端”开发者则要根据电路设计出“版图”，将数以亿计的电路按其连接关系，有规律地翻印到一个硅片上。
至此，芯片设计才算完成。如此复杂的设计，不能有任何缺陷，否则无法修补，必须从头再来。如果重新设计加工，一般至少需要一年时间，再投入上千万美元的经费，有时候甚至需要上亿。
中国芯片行业发展趋势分析
关于未来趋势，人工智能芯片将登上舞台，产业应用前景广泛，并可促进各行业结构调整、更新换代。北京是人工智能芯片发展活跃的城市，超半数的资源均聚集于此。传统科研单位如清华大学、微软亚洲研究院、中科院计算所实力雄厚。新兴互联网头部玩家如京东、小米也在加速研究开发人工智能芯片。2021年人工智能芯片市场规模达近百亿美元，处于较低水平；2016年，我国人工智能芯片市场规模约为20亿元，人工智能芯片市场均尚属于萌芽阶段。
随着5G时代的到来和AI产业的蓬勃发展，人工智能芯片领域将会是值得关注的新兴赛道。人工智能芯片将作为核心硬件，配合以算法为核心的软件系统，搭载于智能移动终端。将此套技术应用于医疗健康与汽车领域，可在药物研发、疾病监测、医学影像及无人驾驶方面的产业结构调整与更新。
预测人工智能芯片市场均尚属于萌芽阶段。相关人工智能标准也仍在发展中，还未形成通用的智能生态标准，我国在此领域虽起步较晚，但并未被发达国家拉开较大差距。
资料来源：科技日报、瑞凡、中国产业信息网
目前，因种种原因面临“芯片荒”。在此背景下，中国科技发展的脚步依然不止。
中国已于2020年成为最大的半导体制造设备市场。美国在芯片领域对华“卡脖子”，却激励了中国人建立自己的具有竞争力、影响力的半导体产业。虽然这需要一些时间，但在太阳能、高铁、汽车等产业领域，中国已经证明其完全有赶超美国的实力。
芯片设计难在哪儿？
芯片制造的完整过程包括：芯片设计、晶圆制造、封装、测试等几个主要环节，其中每个环节都是技术和科技的体现。
对于芯片来说设计和工艺同样复杂，八十年代EDA技术诞生——芯片自动化设计，使得芯片设计以及超大规模集成电路的难度大为降低，工程师只需将芯片的功能用芯片设计语言描述并输入电脑，再由EDA工具软件将语言编译成逻辑电路，然后再进行调试即可，正如编辑文档需要微软的office，图片编辑需要photoshop一样，芯片开发者利用EDA软件平台来进行电路设计、性能分析到生成芯片电路版图。现在的一块芯片有上百亿个晶体管，不依靠EDA工具，芯片设计根本无从下手。你细品，这么浩瀚的工程怎么能靠手动完成呢？
重点是尽管有了EDA也并不代表芯片设计这件事很容易，芯片设计仍然是一个集高精尖于一体的复杂系统工程。设计一款芯片，开发者先要明确需求，确定芯片“规范”，定义诸如指令集、功能、输入输出管脚、性能与功耗等关键信息，将电路划分成多个小模块，清晰地描述出对每个模块的要求。
然后由“前端”开发者根据每个模块功能设计出“电路”，运用计算机语言建立模型并验证其功能准确无误。“后端”开发者则要根据电路设计出“版图”，将数以亿计的电路按其连接关系，有规律地翻印到一个硅片上。
至此，芯片设计才算完成。如此复杂的设计，不能有任何缺陷，否则无法修补，必须从头再来。如果重新设计加工，一般至少需要一年时间，再投入上千万美元的经费，有时候甚至需要上亿。
中国芯片行业发展趋势分析
关于未来趋势，人工智能芯片将登上舞台，产业应用前景广泛，并可促进各行业结构调整、更新换代。北京是人工智能芯片发展活跃的城市，超半数的资源均聚集于此。传统科研单位如清华大学、微软亚洲研究院、中科院计算所实力雄厚。新兴互联网头部玩家如京东、小米也在加速研究开发人工智能芯片。2021年人工智能芯片市场规模达近百亿美元，处于较低水平；2016年，我国人工智能芯片市场规模约为20亿元，人工智能芯片市场均尚属于萌芽阶段。
随着5G时代的到来和AI产业的蓬勃发展，人工智能芯片领域将会是值得关注的新兴赛道。人工智能芯片将作为核心硬件，配合以算法为核心的软件系统，搭载于智能移动终端。将此套技术应用于医疗健康与汽车领域，可在药物研发、疾病监测、医学影像及无人驾驶方面的产业结构调整与更新。
预测人工智能芯片市场均尚属于萌芽阶段。相关人工智能标准也仍在发展中，还未形成通用的智能生态标准，我国在此领域虽起步较晚，但并未被发达国家拉开较大差距。
资料来源：科技日报、瑞凡、中国产业信息网
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