新科学时代 第99章 芯片设计之难

芯片生产工艺的改进可不是一件简单的事儿，更不用说是从28nm向7nm这种跨越式的改进了。

郭一也不急，按照他的计划，留给这些工程师们改进方案的时间大概是三个月，这个时间其实可并不算长。

而这三个月，郭一自己的任务那就更加繁重了。

他要带着刘博以及实验室里新加入的其他成员一起，设计出可进化指令集架构下的第一款芯片。

按照郭一的话说，这就是一个尝试。

而且第一款芯片是固定化的指令集，虽然用的是类脑指令思想，但并不真正去考虑指令自学习和指令进化的问题。

即便如此，刘博也是听得一脑门汗。

他心里嘀咕着：“三个月的时间？这样的东西三年能做出来就不错了！”

“刘哥，我问你一个问题。”郭一也是看出了刘博的心思。

正常情况下，这些人想要设计出一个全新自主的可用可靠的芯片架构，还还真需要好几年，这还是顺利的情况下。

但，现在，郭一的目的压根就不是让他们自主设计！

他要这些硕博士研究生，本身就是让他们过来打杂的。

开玩笑，自主指令集架构，设计出高效可用的芯片，他们要有这本事，还会在这里上研究生？

别说研究生了，他们真要能做到，当教授都绰绰有余了。

“什么问题？”刘博也是好奇道。

“你说芯片设计和芯片制造哪个更难？”郭一问道。

“很多人都认为芯片设计比制造容易。”刘博说道：

“在他们眼里，在芯片设计上，我们至少有海思已经是世界一流水平，完全不输给其他国家。

而在芯片制造上我们还要依赖台积电代工，中芯国际作为中国大陆最强的芯片制造厂商，离世界一流水平简直差了有十万八千里。”

“但我觉得吧，不能简单这么说。”刘博接着说道：

“我们在芯片行业某个领域有优势并不代表就容易，在另一个领域处于劣势也不代表这件事情本身就更难。一半一半吧，反正都不简单。”

郭一摇了摇头，说道：

“芯片制造难，难的是需要不断的向着材料的物理极限突破。、

这个极限，我们只能不断接近，却永远不能达到，甚至，我们连这个极限在哪里都不知道。”

“但，就现阶段而言，芯片制造已经远远的走在前面了，而芯片设计相比于芯片的制造工艺来说还太落后。”

郭一接着说道：“现在7nm芯片都量产了，说句豪不夸张的话，现有已有的芯片架构连7nm制程的10%的潜力都没挖掘出来。”

“至少在这个阶段，芯片设计的进程是远落后于制造工艺的发展的。”

对于郭一这样的说法，刘博是认可的，这也是很多专业人士的共识，只不过没有郭一说的这么夸张而已。

芯片设计的发展跟不上制造，这也是必然的。

一枚芯片，几十亿个甚至上百亿晶体管。

这样的规模，即便依靠自动化工具也根本无法保证每一条逻辑电路都是稳定可靠高效的。

低效的逻辑电路不仅效率低，耗能还高。

一堆低效率的逻辑电路一叠加，那功耗就不是简单乘以二的问题，那是要增加二的多少次方的问题！

不同制程的芯片，像7nm和28nm差距确实大，但同样制程的芯片不同的设计方案，那差距也非常大！

也许有人会说，对比一下同时期同制程的英特尔和AMD，再对比对比同时期的高通苹果联发科和麒麟，虽然差距有，但并没有所说的那么大啊。

事实上，这种对比完全是找错对象了。

对比的这些都是经历生死之争，然后活下来的，即便活得再差，那也是活下来的。

但凡能在芯片的激烈竞争中活下来的，怎么可能会有很差的？

真正差的都死了。

比如德仪，比如……松果。

松果出了一代澎湃s1，算是成功了，但也再也没有了后续，s2跳票了一年又一年，直到现在也没见到踪影。

为什么？

性能实在太差，功耗实在太高，用户不买账。

再设计s2的时候，光是流片的成本松果就无法承担。

芯片设计，即便前期设计的再严谨，动态验证静态验证做的再完善，试制、流片的时候也是有失败的可能的，而且可能还不小。

而越高端的制程，流片的成本越高。

台积电公布的5nm流片成本，一次三亿元。

这敢要流片失败几次，几十亿就没了！

别说松果了，就算是华为，就算是高通，就算是三星英特尔也承受不起这样的流片失败。

所以，芯片设计的原则也是必须谨慎再谨慎，失败一次损失的那都是巨额的金钱啊。

像华为麒麟，每一代的芯片就是流片两次。

第一次，必须确保成功。

确保成功就意味着要更谨慎、更谨慎，谨慎就是保守，就会牺牲一些性能。

第二次，那就是冲一把，更激进，尽可能提升性能，但这样一来，失败的可能就大了。

高通应当也是如此。

所以我们看到，这么多代的芯片，有的时候下一代比上一代性能提升的多，激进，有的时候提升的却比较缓和，就是这个原因造成的。

提升缓和的，那是因为第二次失败了，用第一次保守设计的样片进行的量产。

激进的，当然就是第二次成功了，用激进的方案进行的量产。

这其中的差别就很大！

刘博对这种情况当然也很清楚，逻辑电路说起来很简单，但几十亿上百亿个晶体管一起，谁能保证全部不出问题？

又有谁能够保证上百亿个逻辑电路的运行都是高效的？

没有人！

所以，芯片的设计就是一次又一次的尝试，一次又一次的验证。

现实静态验证，然后动态的仿真验证，验证到了最后确认没有问题了，还要进行流片试制。

真正的样片拿到手里了，测试通过了，完全没有问题了，那才能叫真的成功了，能够量产了。

能够量产了事情就完了吗？

开玩笑！

几大巨头，英特尔高通包括麒麟量产的芯片多多少少都翻过车。

尤其是高通，骁龙810，那可是创造了火龙的称号，这车翻得也是不轻。

即便是量产型的芯片，也都或多或少的存在一些瑕疵。

为什么他们不再去改进了？

开玩笑！

流片一次几个亿！

再说了，时间也来不及了。

由此可见，芯片设计之难，难于上青天，这话一点儿也不夸张。