都有一颗“中国芯”——我国芯片科研与产业扫描

第7版(电脑·网络·通信)
专栏：本期聚焦

都有一颗“中国芯”——我国芯片科研与产业扫描
本报记者任建民
　　随着“龙芯”1号芯片正式投入商用，关于“中国芯”的话题重新成为人们关注的焦点。“中国芯”这个词频频见诸报端，但所指具体内容又不尽相同。
　　通用芯片一枝独秀
　　“龙芯”1号芯片被称为“我国第一款商品化通用高性能CPU（中央处理器）芯片”。这款芯片采用0.18微米工艺，包含近400万个晶体管，主频最高可达266MHz，目前已用于国产龙腾服务器中。
　　中国工程院院士倪光南从应用的角度把CPU分为三大类：x86CPU、嵌入式CPU和其他高性能CPU。x86CPU是指PC用的x86体系结构的CPU，主要是英特尔公司的产品，也包括美国AMD和台湾威盛等公司与其兼容的CPU。嵌入式CPU是指应用于各种信息设备里的CPU，一般功能不太强，主要是以低价格、低功耗为特征。其他高性能CPU是指应用于服务器和超级计算机中的高性能CPU，例如Alpha、PowerPC等。
　　中国科学院计算技术研究所研究员唐志敏则指出，人们常常谈论通用CPU和嵌入式CPU，主要是根据应用模式的不同而划分的。通用CPU芯片的功能一般比较强，能运行复杂的操作系统和大型应用软件。但从结构上看两者并无区别，而且嵌入式CPU芯片在功能和性能上有很大的变化范围，有些嵌入式CPU（如SONY的PS2游戏机）比通用CPU更为复杂和强大。
　　由此可以看出，把“龙芯”1号归于通用CPU，是基于其功能较强、能用于服务器上的特点。而按照倪光南院士的分法，“龙芯”1号应该归类于“其他高性能CPU”。应该说，适合用于制造我们日常所用的个人电脑的x86CPU技术还牢牢掌握在美国公司手里。我国台湾威盛公司通过收购美国Cyrix公司而于1999年进入x86CPU市场，是把“中国芯”打得最响亮的公司之一，但其C3芯片只能用在低端电脑中，仅占2％的全球市场份额。
　　嵌入式芯片百花齐放
　　在“龙芯”之前，已有不少自主知识产权的“中国芯”陆续宣布面世。事实上，这些都是嵌入式芯片，只能用于网络终端或其他信息设备。
　　在今年的中关村电脑节期间，北京海淀区政府宣布采购1万台装有“中国芯”的网络计算机。这些“中国芯”指的是位于中关村内的中芯微系统公司所研制的“方舟一号”CPU，它是国内第一个0.25微米、32位的嵌入式CPU，可应用于网络计算机、宽带智能终端、机顶盒、数字电视、交换机、工业控制等产品领域。中芯微系统公司李德磊是归国创业人员，目前他们正在研发方舟二号芯片。
　　去年10月，中星微电子公司宣布其生产的“星光一号”芯片打入国际市场。这款专用于电脑外设摄像头的“星光一号”芯片集成百万个晶体管，由归国人员邓中翰领导研发，目前公司设在中关村。在数码摄像芯片这一领域，目前还没有跨国大公司涉入。
　　更早宣布研发出“中国芯”的是北京大学。1999年底，他们宣布研制出我国第一颗具有知识产权的16位嵌入式微处理器后，2001年初又研制出支持32位和16位两套指令系统的微处理器，并设计出操作系统和信息家电的原型。由北京大学计算机系副主任程旭负责的课题组1994年开始进入芯片的研发，得到了教育部和北京大学的共同支持。
　　倪光南院士指出，嵌入式CPU对半导体生产工艺的要求较低，多数不必采用最先进、昂贵的半导体工艺，能充分发挥我国现有的半导体生产能力。而且，信息设备种类众多，大公司很难垄断。与嵌入式CPU配套的软件，从嵌入式操作系统到在它上面运行的应用程序，不像PC的软件那样受到微软垄断的影响，完全可以由我国公司自主开发。
　　集成电路制造万马奔腾
　　芯片制造的完整工序是：设计、生产、封装和测试。目前，国外公司都将设计放在本国进行，而将后几道工序转移到国外，因为那里劳动力成本低，而且对于芯片制造过程中生产的污染没有严格的控制。
　　各种背景的半导体制造企业在我国加工的芯片大多也冠之以“中国芯”的名号，其中最具代表性的是去年9月在浦东投产的中芯国际集成电路制造（上海）有限公司，这家中外合资企业号称“代表了目前内地半导体制造技术的最高水平。”一期投资近15亿美元，生产8英寸、0.25微米以下线宽的集成路芯片。
　　今年上半年，英特尔公司宣布“将对浦东的工厂进行扩建，使该厂具备封装和测试英特尔奔腾4微处理器的能力。”这将是在中国的土地上制造出来的技术含量最高的芯片，但同时也是最名不符实的“中国芯”。因为技术都是美国的，只有土地、工人和造成的污染是中国的。
　　据统计，去年我国半导体市场规模为130亿美元，但由国内生产的不到10％。预计到2005年前，我国半导体市场规模将达400亿美元。2010年时，中国将会成为世界第二大半导体市场。截至去年底，科技部先后批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳等7个国家级芯片设计产业基地。
　　我国的半导体产业集中在中、下游的芯片制造阶段，而且从技术含量来讲，国内70％以上的公司还在使用0.35微米及以上的制程工艺，与世界一流的工厂相差好几代。国内半导体生产线上的产品大多是来自国外的设计与订单，80％出口。出口的芯片有相当一部分被再次加工后，重新进口。一个圈子绕下来，利润留在国外，国内工厂所得的只是技术加工费。
　　但不管怎么说，有国家的政策鼓励，有企业的热情参与，有广阔的市场空间，中国信息技术空“芯”化的状况一定会得到改观。
　　压题照片：“龙芯”1号是目前技术含量最高的“中国芯”。
　　中科院计算所提供
(附图片)