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龙芯中科张福新博士:发展硬科技、攻克“卡脖子”需要五种力量

作者:科闻社 来源: 头条号 36606/06

近两周来,有关哲库解散的消息余波未平,在国人惋惜与叹息背后,令国人意难平的是,中国高科技领域近年来一直被美国“卡脖子”,芯片则是首当其冲的领域。如何攻克“卡脖子”也是国人所热切期待的。要攻克“卡脖子”,首先要了解,我们到底遭遇了哪些卡脖子的

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近两周来,有关哲库解散的消息余波未平,在国人惋惜与叹息背后,令国人意难平的是,中国高科技领域近年来一直被美国“卡脖子”,芯片则是首当其冲的领域。如何攻克“卡脖子”也是国人所热切期待的。



要攻克“卡脖子”,首先要了解,我们到底遭遇了哪些卡脖子的关键点。近日,中科院计算所正高级工程师、博士生导师、龙芯中科技术股份有限公司技术总监、龙芯实验室主任张福新博士指出:在芯片产业领域,主要集中于三个方向,设计、工艺与产业生态


张福新博士具体介绍说,“在芯片设计领域,一是芯片中的指令集。以手机芯片为例,都要得到ARM的授权。比如华为得到ARM V8的授权,但现在因为美国拿不到ARM V9,也就很难持续研发;二是工艺部分,最突出的就是光刻机被卡,因此,先进工艺制程的芯片,我们暂时没办法突破;三在芯片产业生态中,最具代表性的就是指操作系统,现在手机的操作系统有两个,一个苹果的iOS,一个就是谷歌的安卓。个人电脑或办公电脑基本上是windows,包括很多的工业软件都是由国外厂商主导。”


张福新博士以理性的科学家精神强调:“在这些关键的领域,决不是灵机一动或依靠灵感来了,就可以实现突破,也并不是人多力量大就可以解决。”他以ASML的EUV光刻机和龙芯为例说明如何做才能攻克“卡脖子”技术。


EUV光刻机



关于ASML,张福新博士认为,ASML的EUV光刻机的成功是企业家的创新路线、以及生态体系建设综合作用的结果。


光刻机是一个挑战极限的大型系统工程。它不是一个点难,而是有很多难点。有点像短跑,跑16秒可能随便拉出一个人来能搞定,跑进10秒就是国家级运动员了,跑到9秒7就是博尔特,但从10秒到9秒8,就需要从起跑技术,每个地方都是要压榨最后一份潜力才能做得到。

光刻机要求的精度特别高,它每个环节、每个零件都需要非常大的挑战,EUV光刻机有十几万个零件,全球5000个供应商,每个供应商都是细分行业里的领导者。这是大型的高难度的系统集成。

以镜头为例,卡尔蔡司镜头表面只能有0.05纳米的起伏偏差,这是什么概念?如果把它放大到像海南岛那么大,它的起伏不会超过一毫米。

光刻机里的机械好几套系统,因为为了提高吞吐率,晶圆正准备光刻的时候,另一个正在光刻,这两个经常要交换位置。在交换位置的过程中,只要产生了0.1毫米的误差,就是一个灾难性的事故。因此,它要保证误差在1纳米之内,这对机械的要求非常高。


龙芯CPU



至于龙芯的成功,作为我国第一款通用CPU龙芯1号和高性能通用CPU龙芯2号的核心研究骨干之一的张福新博士认为说,这是龙芯团队经年累月持之以恒的成果。



龙芯设计的关键是架构,所谓架构就像盖楼的架构师,同样的钢筋水泥,不同的设计师设计出来的结实程度、美观程度等都不尽相同,同样的CPU里面就是一堆晶体管,同样的工艺之下,能不能做出一样的性能来。这是相当挑战的。


以龙芯为例,就是十几年来一点点提高架构的一个例子。龙芯过去在一个评分软件上只能跑到3分,到现在经过10年的努力,能跑到17分。与之相对照的是,AMD第三代和第四代CPU还不到17分,英特尔的最新13代酷睿也就是17分。这也意味着,中国在CPU领域慢慢赶上来,而在时间上,龙兴花费了20多年。这也是一个长期积累和长期投入的过程。


在ASML的EUV光刻机和龙芯为例进行相关阐释后,张福新博士总结指出发展硬科技,是一个系统工程,需要五种力量——


志存高远、勇往直前的“企业家”力量无中生有、引领市场的“创新者”力量追求卓越、醉心极致的“匠人”力量慧眼识珠、有胆有识的“投资人”力量分工精细、公平竞争的“产业生态”力量

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