
芯片是一个知识密集型产业,做芯片急不来,那么发展至今,国产的有代表的“芯片”有哪些?
1、中国第一枚通用CPU——龙芯
提起国产芯片,中国科学院计算所不得不提,龙芯中科研制的处理器产品包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列,涵盖小、中、大三类CPU产品。
龙芯1号是一款通用CPU,也是中国第一枚通用CPU。它采用的是RISC指令集,2002年8月10日,首片龙芯1号龙芯XIA50流片成功,龙芯1号的频率为266MHz。
2005年4月18日,龙芯2号研制成功,它的频率最高为1GHz,采用0.18微米的工艺,实际性能与1GHz的奔腾4性能相当,是龙芯1号实测性能的10到15倍。龙芯2号样机能够运行完整的64位中文Linux *** 作系统,全功能的Mozilla浏览器、多媒体播放器和Open Office办公套件,具备了桌面PC的基本功能。
龙芯3号系列包含龙芯3A和龙芯3B
龙芯3A的工作频率为900MHz~1GHz,是首款国产商用4核处理器, 峰值计算能力达到16GFLOPS。龙芯3B是首款国产商用8核处理器,主频达到1GHz,支持向量运算加速,峰值计算能力达到128GFLOPS,具有很高的性能功耗比。
龙芯不只是沉醉于实验室的“芯片产品”,它已经成功流片,并于2015年在中国发射的北斗卫星上应用。
龙芯产品在性能上与主流的CPU有差距,尤其在算力与功耗上,没法与英特尔的产品竞争,但随着国产研发实力的增强,未来提升空间很大,抢占国内市场不是不可能。
2、国内首款具有完全自主知识产权的GPU——JM5400
GPU一直是国内的一块“芯病”,长期被英伟达等国外企业垄断。2014年4月,景嘉微电子成功研制出国内首款具有完全自主知识产权的图形处理芯片——JM5400,在多项性能上达到或优于常用国外产品。
JM5400采用65nm CMOS工艺,内核时钟频率最大550MHz,存储器时钟频率最大800MHz,软件可配置,片上封装两组DDR3存储器,每组位宽32位,共1GB容量,功耗不超过6W,内部各功能模块可独立关闭,可进一步减少功耗,FCBGA 1331脚,MCM封装。
JM5400于2014年5月流片成功,可广泛应用于有高可靠性要求的图形生成及显示等领域,满足机载、舰载、车载环境下图形系统的功能与性能要求,全面替代M9、M54、M72、M96、IMX6等国外芯片。目前,JM5400已被确定用于神舟飞船等多项国家重大工程,未来的国产计算机中将会大量使用这颗“中国芯”。
据悉,JM5400芯片的升级版本JM7000图形处理器芯片已经研制成功并流片。它在硬件上采用了更加先进的28nm工艺制造,增加了片内显存的容量,集成了CPU核。功能上,增加了硬件高清解码能力,支持更高的OpenGL版本,支持更高速的总线接口。性能上,图像处理能力增加2倍以上,总线带宽增加数百倍。
JM5400作为一款有着特殊意义的产品,虽然性能没法和英伟达巨头的产品相提并论,但仍值得鼓励,希望它早日占领中国GPU市场,打破国外垄断。
3、全球首款内置独立NPU的智能手机AI计算平台——海思麒麟970芯片
华为海思是一家半导体公司,前身是华为集成电路设计中心,它因自主研发的麒麟芯片备受关注,海思麒麟970芯片是一款非常具有跨时代意义的国产芯片产品。
麒麟970芯片最大的特征是设立了一个专门的AI硬件处理单元—NPU(神经元网络),用来处理海量的AI数据,它采用了台积电10nm工艺,首次集成NPU采用了HiAI移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU,在处理同样AI任务时,麒麟970新的异构计算架构拥有大约50倍能效和25倍性能优势。
2017年10月16日在德国慕尼黑电子展,华为发布首款采用麒麟970的手机Mate 10。今年,华为对媒体披露了华为麒麟970芯片的升级版——麒麟980芯片,这一款芯片在性能上更上一层楼。据悉,它采用台积电7纳米工艺,同时搭载寒武纪的1M人工智能NPU,集成ARM最新A77核心架构,最高主频可达2.8GHz。
2021上市的华为手机有很多,推荐一款华为 Mate 40,手机参数如下:
1、屏幕:屏幕尺寸为6.5英寸,屏幕色彩1670万色,DCI-P3广色域,分辨率:FHD+ 2376 × 1080 像素,采用68º 3D 曲面屏,握持起来也更加称手。
2、拍照:后置摄像头像素:超感知摄像头:5000万像素,超广角摄像头:1600万像素,长焦摄像头:800万像素,前置摄像头像素:超感知摄像头:1300万像素(f/2.4光圈),支持2D人脸识别。HUAWEI Mate 40 搭载业界顶级XD Fusion 硬件实时HDR视频能力,后置主摄像头及前置摄像头均支持。结合超强4核ISP 实时处理海量信息,获得更均衡的曝光效果,高品质画面连续不断呈现。
3、性能:采用EMUI 11.0(基于Android 10)系统,搭载麒麟9000E八核处理器,麒麟9000E芯片采用先进的半导体制程,是当前技术工艺最领先的5纳米5G Soc 手机芯片,将处理器和5G基带融于一体,带来速度更快发热更低和能效比更强的运行表现,从容应对5G时代中复杂的计算,负载任务,使HUAWEI Mate 40 成为领先业界的5G 手机。
4、电池:电池容量:4200mAh(典型值),标配充电器支持10V/4A或10V/2.25A或9V/2A或5V/2A输出,支持40W华为无线超级快充,支持无线反向充电。麒麟9000E将5G基带集成于Soc单芯片之中,和外挂基带相比功耗降低,连接和电源管理更高效。同时,更精密的工艺制程带来功耗收益和更长续航。得益于整机供电效率提升和智慧电源管理,HUAWEI Mate 40 续航时间更上一层楼,续航无忧。
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华为手机在美国的制裁下,销量持续下滑,并不是华为手机卖不出去,而是因为美国的制裁,让华为手机的产量严重受限,现在的华为面临两大困境,第一是芯片,第二是硬件设施,芯片方面,美国禁止代工厂为华为代工,甚至连芯片相关的产品都不出口给华为,导致华为现在无芯可用,在硬件设施方面,很多相关的硬件都被外国公司垄断,比如说射频天线,滤波器等等。
太过于依赖外国产品,让华为在手机的制造上都出现了问题,以至于华为新机P50推迟到了7月29日发布,不过,近期有两个好消息传来,给华为的两大困境带来了新的希望。
7月27日,华为极为低调地发布了一款手机,华为,Nova,8,se,活力版,有细心的网友发现,这款新出的手机使用的是,14纳米工艺制程的麒麟710A芯片,最重要的是,它完全由中国的芯片制造商中芯国际代工,这就意味着我国已经掌握了,14纳米制程工艺的技术,此外,美国根本不让其它拥有美国技术的厂商,为华为生产芯片,这意味着中国的14纳米制程芯片,基本上摆脱了美国技术,说明中国完全有能力生产14纳米芯片。
这种进步对中国来说意义重大,虽然说14纳米制程的芯片制造技术,已经是好几年之前的技术了,但是,全球大多数的电子产品使用的芯片,都不超过14纳米制程,基本上只有手机,而且还是中高端品牌的手机,才需要使用到7纳米以下的芯片,所以可以认为,中国大部分的电子设备,都再也不惧怕美国的芯片卡脖子,中国的半导体行业也将更有竞争力。
此前,中国巨大的芯片市场,许多都被三星等公司占据,我国每年都需要进口大量芯片,去年,在集成电路领域的销售额,高达8848亿元人民币,根据海关总署的数据显示,今年的1-6月份,我国累计进口芯片数量达到3123.3亿颗,总进口额为1978.8亿美元,其中6月份,我国芯片的进口量达到519.8亿颗,进口总额达到379.6亿美元,比去年同期还增加了28%,而国内自己生产的芯片,1-5月份总共生产1399.2亿颗,5月份仅为298.7亿颗,进口的数量远远大于国内生产。
而如今,在市场需求,以及国内生产技术进步的刺激下,国内的企业正在积极扩产并且加速布局市场,今年前5个月,中国对半导体产业的投资金额,就已经达到400亿元人民币,这也让我国的芯片增产48.3%,随着国内芯片生产的不断加快,国产的芯片也将越来越多,这就是中国芯片技术进步带来的好处。
值得一提的是,美国在芯片制造方面的地位,却正在逐渐落后,如今,美国在半导体产能中的份额,已经降低到12%,而根据波士顿咨询集团的一项预测,未来10年,将有40%的芯片产能集中到中国,中国很有可能成为全球最大的半导体制造基地,这当然离不开中国半导体领域的巨大投入,在美国的步步紧逼之下,我国不得不加快半导体领域的发展,仅在2020年,就投入超过了24426亿元。
美国对此也非常头疼,美国媒体呼吁政府应该加大半导体投入,有白宫的官员透露,不久之后美国或许会通过一项法案,拿出520亿美元投资半导体,以此来和中国竞争,美国商务部也表示,已经做好了和中国竞争的全面准备,必然不会让中国在半导体领域超越美国。
不管美国的计划能否顺利进行,都不妨碍美国此举释放的信号,那就是中国在半导体领域,完全有超越美国的实力,虽然美国现在似乎掌握着最先进的技术,但是却并不妨碍中国半导体的发展,毕竟全球芯片的主要产能,还是集中在中低端的芯片,事实上,随着中国的发展,此后需要从外国进口的产品,也大多数仅剩下一些高端的芯片产品,一旦中国技术能够突破重围,那么或许连高端产品都不需要进口,而这就是中国反败为胜的机会。
除了芯片上的突破之外,随着华为新一代旗舰手机P50系列发布,又一个好消息随之传来,此前,余承东表示虽然P50只有4G版本,但是却依旧值得期待,P50只有4G的原因不需要过多解释,美国对华为的4轮制裁,令华为根本买不到5G芯片,在这个全球5G发展最快的国家,没有5G让P50的吸引力无疑下降了不少,而且价格其实和原先的5G手机差不多,既然如此,还有什么值得期待的地方呢。
原来华为P50系列的手机,核心部件已经大部分被国产替代,其中,屏幕来自京东方,玻璃盖板,紧密结构部件,电池,充电器等,使用的是比亚迪和蓝思 科技 ,此外,射频天线,声学模组,锂电池,甚至摄像头模组,光学镜片,滤波器等,统统来自中国企业,这是中国手机制造的一大突破,意味着中国能够完全独立生产,一部高端性能的手机,这是国产手机的一次巨大跨越,在华为硬件受阻之后,将重新开始一段新的征程。
唯一遗憾的是,华为的芯片问题目前来看还很难解决,从5G变为4G完全是无奈之举,美国限制了元器件厂商,向华为提供5G射频芯片,并且在专利方面进行限制,华为的5G芯片也不得已当成4G用,好在,华为早已就对此做好准备,在发布会上余承东表示,4G+WiFi6,再加上华为先进的通讯技术,依旧能够给用户带来非常好的网络体验。
华为的库存芯片还能支持华为走多久,这也是一个问题,虽然余承东说,华为的库存芯片还能保证华为不从市场上消失,但是却依旧让人担心华为手机的未来,首先,这一两年内4G手机使用体验依旧不错,这主要还是因为5G没有这么快成熟,但是一旦5G布局彻底完成,4G手机恐怕再也没有人愿意购买了,而且,各大芯片厂商都开始布局3纳米芯片,过一两年,新一代的芯片进入市场,华为现在的5纳米芯片,到时候也许再也无法用到高端手机中,即便是拥有库存也没用。
目前,解决问题的方法,只有中国半导体行业的全面突破,或者是让美国彻底解除制裁,但是不管是哪种方法,困难程度都堪比登天,芯片方面我国才刚刚突破14纳米,14纳米到3纳米或许需要10年,而且光刻机能否突破也是个问题,华为到底该如何走出困境呢,欢迎大家在评论区讨论。
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