俄罗斯,被誉为世界第二强国,然而近期却面临重重困境,前线战况紧张,同时国内又陷入了芯片短缺的危机。
自俄乌冲突爆发后,美国及其盟友纷纷对俄罗斯实施了空前严厉的制裁措施,从武器到能源,从芯片到生活中的各种物品,甚至连俄罗斯的宠物猫都受到了影响。
在芯片领域,不仅国际大牌如英特尔、AMD、高通等对俄罗斯断供,令人意外的是,我国的台积电和龙芯也拒绝向俄罗斯出货。
那么,究竟为何我国的台积电和龙芯会做出断供的决定呢?缺乏芯片的俄罗斯是否能在与乌克兰的冲突中取得胜利?
台积电决定不再为俄罗斯生产芯片。
据俄罗斯【生意人报】披露:由于受到制裁,俄罗斯自主研发的处理器在个人电脑和服务器的供应量急剧下滑,今年仅供应了15000台电脑和8000台服务器。
这背后的核心原因是俄罗斯在芯片制造能力上的不足。
俄罗斯的本土芯片公司,如贝加尔电子和MCST,虽然具备芯片设计能力,但它们的芯片生产却依赖于台积电进行代工。
作为全球顶尖的芯片代工企业,台积电占据了53%的市场份额,其工艺水平已达到3nm,且产品优质、性能稳定。
俄罗斯选择与这样的企业合作,原本是一个明智的决策。
但问题在于,台积电深度依赖欧美的技术,并且其大股东主要来自美国,因此,台积电在很大程度上受到美国政策的影响。
早在2020年9月15日,台积电便遵循美国的法规,停止为华为代工芯片,尽管当时华为已是其第二大客户。
与华为相比,俄罗斯企业的订单量较小,因此台积电拒绝为其提供服务也在情理之中。
但令人遗憾的是,台积电不仅扣留了为俄罗斯生产完成的芯片,还拒绝退还尚未完成订单的资金,而对此事,台积电始终保持沉默。
许多网友认为,台积电此举无疑是在冒险。
俄罗斯作为举世闻名的战斗民族,拥有全球仅有的「三位一体核打击」能力,国际上很少有国家敢与之对抗。
但台积电受限于美国的政策规定,也不得不为之。
最近,台积电在美国亚利桑那州的新工厂举办了盛大的「移机典礼」,这家工厂的总投资高达400亿美元,显示了台积电与美国的紧密合作。
在这样的背景下,俄罗斯企业曾寄望于我国的龙芯,希望获得其使用权,但遗憾的是,这一请求也遭到了拒绝,因为龙芯被视为我国的战略资源,不能轻易外流。
2001年5月,中科院计算所为了研发真正自主的国产CPU,成立了龙芯项目组。
龙芯CPU的研发目标不仅是自主设计架构和指令集,更要实现与国产Linux操作系统的完美融合。
在2001年8月,龙芯1号成功地启动了Linux操作系统,这一重要里程碑验证了芯片研发方向的正确性。
仅仅一年后的2002年8月,龙芯1号流片成功,这标志着中国已经成功研发出拥有自主知识产权的通用芯片。
随后的几年里,龙芯系列芯片不断取得突破。2004年9月,龙芯2C(代号DXP100)流片成功,而在2006年3月,龙芯2E也流片成功,其主频更是突破了1GHz。
到了2009年9月,龙芯3A的成功研发更是让龙芯系列芯片首次拥有了四核心配置。
进入2012年,龙芯3A1000的研发成功进一步彰显了国产芯片的实力。这款采用自研GS464微结构的芯片,主频达到1.0GHz,虽然其单核测试得分仅相当于英特尔1999年的奔腾3处理器,但这已经足以证明国产龙芯从探索阶段步入了成熟阶段。
尽管与英特尔的技术差距一度达到11年,但龙芯的发展速度在之后几年里显著加快。
2017年,龙芯推出了3A3000/3B3000系列,将与英特尔的技术差距缩短至9年;
到了2019年,随着3A4000/3B4000系列的推出,差距进一步缩小至7年;
而在2020年,龙芯推出的3A5000/3B5000系列更是将差距缩短到了5年;
最终在2022年,龙芯推出的3C5000服务器芯片,使得与英特尔的差距缩短至仅4年。
随着龙芯的快速发展和迭代,展望未来,它有望与英特尔、AMD等国际巨头展开正面竞争,甚至可能形成三分天下的市场格局。
当然,除了龙芯之外,国产芯片领域还有许多其他佼佼者,如申威、兆芯、飞腾、鲲鹏、海光等。尽管它们在性能方面可能有所超越龙芯,但都存在一个共同的短板:即架构的非自主研发。
具体来说,像鲲鹏和飞腾采用的是ARM架构,申威则基于alpha架构,而海光和兆芯则选择了X86架构。这些架构分别由不同的国外公司研发并控制,因此在使用上存在一定的风险。
以ARM为例,尽管其架构在全球范围内广受欢迎,尤其是在移动和嵌入式设备领域占据主导地位,但ARM公司的政策并不总是友好的。例如,在2022年12月19日,ARM就宣布拒绝向中国企业出售其先进的CPU芯片设计IP——Neoverse V1和V2产品。这意味着任何依赖ARM架构的芯片都可能面临被突然断供的风险。
同样地,X86架构作为英特尔的核心技术之一,其专利和技术基本被英特尔和AMD所垄断。因此,在使用这种架构时,不仅可能难以获取到最先进的技术支持,更重要的是还可能存在安全隐患。
至于alpha架构,由于其最初由美国DEC公司开发,并在被惠普收购后不久就被放弃转向X86架构,因此其可靠性和长期支持性也令人担忧。如果我们的关键设施如导弹、卫星等依赖这种芯片的话,那么其潜在的安全风险无疑将是巨大的。
龙芯的独特之处在于,它采用了完全自主研发的LoongArch架构,真正实现了100%的自主性。
LoongArch架构拥有近2000条指令,涵盖了基础架构、向量指令、虚拟化技术以及二进制翻译等多个方面,展现出了完全自主、生态兼容和技术先进的特点。
从顶层设计到功能定义,再到指令编码及其含义和名称,龙芯都进行了全新的自主设计,确保了完全的自主性。
为了进一步提升龙芯的性能,同时保持指令集的简洁高效,龙芯摒弃了传统指令集中的过时元素,整合了先进技术。
这样的设计使得龙芯不仅拥有100%的知识产权,还具备了高性能和低功耗的特点,更易于编译和开发。未来,随着技术的不断迭代和生态的日益完善,龙芯有望与英特尔、AMD等国际巨头相媲美。
目前,龙芯已经在军事领域得到了广泛应用,同时党政机关以及央企和地方国企也在逐步采用,为我国的信息安全乃至国家安全提供了坚实保障。
鉴于其重要的战略地位,龙芯自然不会对外出口,因此拒绝俄罗斯的合作请求也在情理之中。
那么,面临芯片困境的俄罗斯又该如何应对呢?
俄罗斯在军事领域的实力举世瞩目,但在芯片产业方面却与国际先进水平相去甚远,差距高达15年。
2020年,俄罗斯半导体器件(包括二极管、晶体管和芯片)的进口总额高达13.9亿美元,而出口额仅为9400万美元。更令人尴尬的是,其国内产值仅为1900万美元。
这一数据充分暴露了俄罗斯芯片产业的严峻形势,甚至看不到任何复苏的希望。
然而,俄罗斯深知芯片的重要性,因此计划在2030年前投入384亿美元,以实现28nm芯片的完全自主研发。
但值得注意的是,早在2013年,苹果发布的iPhone 5S就已经采用了28nm芯片。这意味着俄罗斯的芯片技术与国际先进水平之间的差距可能会进一步拉大至17年。
更为严峻的是,由于俄乌战争的影响,俄罗斯的芯片供应连军事需求都难以满足。战争爆发后,ARM、英特尔、苹果、高通等多家公司立即宣布对俄罗斯芯片产业实施制裁。同时,AMD、英伟达、IBM、戴尔以及谷歌等巨头也纷纷撤离了俄罗斯的办事处。
战争持续三个月后,俄罗斯工业因芯片短缺而陷入困境。为了修复军事设备,俄军不得不从洗碗机和冰箱等家用电器中拆卸芯片以供使用。半年后,西方媒体更是爆出消息:已有两家俄罗斯坦克制造商因缺乏关键零部件而被迫停产。
如今,随着台积电拒绝交付代工的芯片,并且龙芯也拒绝了俄罗斯的合作请求,可以说俄罗斯在芯片领域已经陷入了绝境。为了缓解这一危机,俄罗斯采取了多种策略:
1. 加大自主研发力度
俄罗斯已经制定了详细的芯片发展规划,并做好了相应的投资准备。虽然384亿美元的投资可能无法使俄罗斯芯片技术达到国际先进水平,但确保军事和工业领域的基本使用需求已经绰绰有余。毕竟,对于俄罗斯的军事和工业领域来说,65nm的芯片技术就已经能够满足需求了。低端芯片的技术门槛相对较低,价格也更为亲民,非常适合俄罗斯目前的国情。
2. 采取反制措施
面对美欧的严厉制裁,俄罗斯也做出了有力的回应。今年6月,俄罗斯宣布对半导体制造中不可或缺的材料——氖气实施「出口限制」,主要针对那些对俄罗斯实施制裁的西方国家。此外,俄罗斯还利用自身丰富的能源、矿石和粮食资源,对西方国家实施出口限制。这种「互相伤害」的策略旨在让制裁者付出相应的代价。
3. 积极寻求外部援助
俄罗斯在芯片供应上长期依赖进口,其中高达90%的芯片需求由外部满足。然而,自俄乌战争爆发以来,其芯片进口渠道受到严重影响。
在此背景下,中国成为了可能向俄罗斯出口芯片的唯一国家。尽管我们未向俄罗斯提供龙芯芯片,但我们仍有兆芯、鲲鹏、飞腾、申威、海光等其他芯片可供选择。
同时,考虑到我国与俄罗斯在能源和粮食等领域的互利贸易,维持这种合作对双方都具有重要意义。
短期内,俄罗斯无疑将面临芯片短缺的挑战。但作为军事大国,其核武器实力不容小觑,这使得其他国家在对其采取行动时不得不三思而后行。
正如普京所言,俄罗斯在世界上的地位不可或缺。而俄乌战争,无论结果如何,都不会有真正的赢家。
对于我国而言,俄罗斯的芯片困境也敲响了警钟,加速自主研发芯片刻不容缓。
当前,国产芯片在EDA软件、架构、制造以及光刻机等多个环节仍显薄弱,与全球领先水平存在显著差距。
在EDA软件领域,华大九天作为国内代表,尽管取得了一定的进展,但与国际巨头相比,其在研发团队规模、软件设计能力以及市场份额等方面仍有较大提升空间。
在芯片架构方面,我们虽然推出了自研的龙芯架构,但面对全球主流的ARM和X86架构,其市场份额和生态成熟度仍有待提高。同时,在移动设备和嵌入式设备领域,我们尚未形成具有影响力的自研架构。
在芯片制造领域,中芯国际作为国内领军企业,已具备量产14nm和12nm芯片的能力,并在更先进的制程技术上持续投入研发。然而,由于缺乏先进的EUV光刻机,我们在7nm及以下制程的芯片制造上仍面临瓶颈。
而在光刻机方面,上海微电子虽然成功研发出90nm光刻机,并通过多次曝光技术实现了28nm芯片的制造能力,但这与ASML的EUV光刻机相比仍存在较大差距。后者已经能够制造3nm芯片,并正在向更先进的2nm和1nm制程迈进。
除此之外,我们在芯片材料领域也面临诸多挑战,如光刻胶、靶向材料、硅片和掩膜版等关键材料仍主要依赖进口。
总体而言,尽管我国芯片产业近年来取得了显著进步,尤其是在芯片设计领域,但在制造环节上的短板仍不容忽视。只有全面提升芯片产业的自主研发和制造能力,我们才能确保国家在未来高科技竞争中的领先地位。
面对全球芯片产业的激烈竞争和不断变化的市场环境,我们不禁要问:中国芯片产业何时才能实现真正的突破?是5年、10年,还是需要更长的时间?这无疑是一个值得我们深思的问题。