打破美国光量子霸权,“中国芯”再创佳绩,挺起科技的脊梁

2021-06-07 12:15:57     来源:网易科技

自诩世界"和平警察"的美国常常对其他国家指指点点,2020年9月15日,美国对华为的芯片制裁正式生效。在此后一年多的时间里,华为受到了来自美国的接二连三的限制。今天我们再回首华为的血泪史,谁又能想到小小的芯片会带来如此严重的后果,而在一年后的今天我国芯片又发展到了什么地步呢?


今天的"中国芯"怎么样了?

2020年12月4日凌晨,《科学》杂志上的一篇名为"用光子实现量子计算优越性"(Quantum computational advantage using photons)的文章引起了小强哥的注意。要知道在2019年时,美国物理学家John Martinis 带领的谷歌团队实现了"量子霸权",他们之所以敢于这么说也是有理由的。其开发的 "悬铃木"(sycamore)芯片采用了号称最先进的超导量子计算,计算时可以产生53个量子比特。而按照他们的说法,这种技术能用200秒完成经典超级计算机,大约一万年才能完成的计算!尽管这个说法受到了一些质疑,但谁也不能轻易去否定他们。因为他们能造出来,而我们当时确实造不出来,所以面对他们的炫耀我们尽管看得牙痒痒也不能轻举妄动。



但从2020年12月4日起,局面就不一样了。我们手里握着光量子计算的敲门砖,终于也能挺直腰板与他们同台竞技。

这块敲门砖到底是什么?

主持此次研究的负责人潘建伟院士将它取名为"九章",这个名字来自中国古代最早的数学专著——《九章算术》,和我们要说的光量子计算系统一样,都是原汁原味的中国造。此次光量子计算系统是针对高斯波色采样取得的重大突破,而"高斯波色采样"作为波色采样问题的一种,是衡量计算机运算速度的有力标准。但由于采样计算过于复杂,经常会超出超级计算机的计算能力,而"九章"光学计算系统在采样中的表现十分优秀,它的求解速度完全可以达到目前全球最快的超级计算机的一百万亿倍!用伊格纳西奥的话来说:"这就是一个巨大的技术突破。"



"九章"光学计算系统

而借助光量子计算的突破,我国的芯片领域不仅能因此受益,还有可能改变目前世界上超导量子计算机的主导地位,日后光量子计算应用于芯片将不再是痴人说梦!

除了光量子计算的突破,阿里的"平头哥"也传来好消息

同样是在2019年7月25日,在上海的阿里云峰会上,平头哥半导体发布了新品玄铁910 处理器,一时间引起了诸多质疑。更有很多不良媒体恶意揣测阿里此举不是为了证明科技实力,而是借助华为的热潮趁机炒作一把。


那阿里这款处理器的实力到底如何呢?

此款处理器最高可以适配出16核的效果,是全球首个性能突破7.0大关的RISC-V处理器,实力不容小觑。

而对于说玄铁910在"蹭热度"的说法更为可笑,玄铁910的成功不是一下子达到的。早在其前身,中天微自研开发了像CK802 CK803 CK805等一系列嵌入式CPU IP核,并且都得到了大规模量产的认证。也就是说,之前研发出来的成品已经投入到实践,比如多媒体、车载终端、移动通信和信息安全等诸多领域也收到了良好的反馈,这样长年累月的积累不是一句炒作就能轻飘飘否定的。平头哥的突破是科研人员奋发研究的成果,不容别有用心之人的抹黑!


而且此次玄铁910对于我们这些普通人来说有着更重要的意义

之前华为在芯片上受制他人吃了大亏。对于我们国产手机行业来说也是不小的打击,而玄铁910的横空出世对于手机行业来说就是最大的好消息。玄铁910最独特的地方在于,它并不是传统的芯片形式,而是直接另辟蹊径,采用了与市面上大多数公司不同的IP核,这也填补了国外SiFIve公司在这一方面热火朝天。

而在我国却无人问津的冷清场面,平头哥持玄铁910入局也能为我国在IP核领域分一杯羹。


玄铁910的入场也是我国IP核领域的新开端

2020年初中芯南方集成电路有限公司,首条14纳米芯片生产线正式投入生产。而在2020年的第一季度中,14纳米工艺也贡献了1.3%的营收,这也意味着中国首条14纳米生产线开工。而此次报道也并非空穴来风,早在2019年的三季度,中芯就已经完成了第一代14纳米FinFET的量产。作为近年来中国最有潜力的芯片制造厂商,中芯的能力毋庸置疑。而在此前我国还停留在量产90纳米芯片的地步,同期的光刻机巨头ASML已经能够量产7纳米的芯片!后来我国也加大了对光刻机等芯片设备的研究,事实上,自从1977年中科院研制出第一台GK-3型半自动光刻机开始,我国的光刻机技术在半个世纪的发展中,已经达到了从无到有,从有到优的突破。



1980年清华大学研制的第四代分步式投影光刻机,光刻精度达到了3微米,这样的数字今天看起来不算什么,但在当时和同时期国际上的其他光刻机相比差距不大,甚至超越了国外的部分企业。但自从二十世纪八十年代开始,我国为了经济更快捷地发展,开始转移研发的重心,逐渐放弃了对光刻机的进一步研究,走上大量依赖进口的道路。这种方法虽然是省事,但是并不省心。一旦别的国家对我们的进口国施加压力限制出口,那我国的芯片就只能任人摆布。

我们在前几期讲俄罗斯的光刻机时就说到过,我国在2018年时就向ASML订购过一台EUV光刻机。但那台机器由于种种原因,仍然处于被干涉的状态,至今仍未交货。我们同时也说到光刻机等核心设备乏力很容易使我国陷入被动状态,所以尽管我们的14纳米对于ASML的7纳米、4纳米来说不算什么。


我们的差距也确实巨大,但我们也应当看到没有追随就不会有超越

此次中芯的14纳米也是我国芯片的重要开端!说了这么多,还是会有朋友有这样的疑问:"小小的芯片动辄就引起这么多关注,芯片到底有多重要?说到这个问题我们就不得不说到

曾经闹得沸沸扬扬的斯诺登事件,事件发生后,在引起全球恐慌的同时,也让人们意识到美国能够做到监听全世界。而这背后的功劳就来自于美国强大的信息科技力量,而信息科技的核心就是芯片技术。当沙子被提炼制造成小小的芯片后,它就拥有了能够储存海量信息的能力。

美国就是最好的例子,正是由于芯片的特殊地位,所以造出属于自己的芯片也就显得至关重要。为了避免再次出现像华为那样的危机,我国顶着巨大的压力开始大刀阔斧地对芯片科技进行攻克,就是为了有朝一日能够造出属于中国人自己的"中国芯"。



我们在芯片上走过不少弯路,也吃过不少亏。但我们始终用实际行动向世界证明,古老的国家也能挺起科技的脊梁,纵有千古英雄事,横有人才守八方。我们不仅有高铁 5G前途似海

芯片领域到底怎么样也要等到来日方长才能见分晓!你会为中国芯片感到自豪吗?


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