读书笔记-《芯片战争》
阅读《芯片战争》
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豆瓣读书在线阅读 书名:芯片战争 作者:余盛 出版社:华中科技大学出版社 出版时间:2021-11-01 ISBN:9787568076616
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半导体时间线
1883年 "爱迪生效应"英国物理学家弗莱明制造出第一支二极真空电子管。
1907年 美国发明家德福雷斯特发现三极真空电子管
1947年12月,约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿发明了用锗制成的可替代真空管的点接触式晶体管(transistor) 威廉·肖克利发明了结型晶体管(junction transistor)
1954年,贝尔实验室开发了第一台晶体管计算机TRADIC
1954年2月,戈登·蒂尔研制出了第一个可商用的硅晶体三极管
1958年7月24日,杰克·基尔比用了五页纸记下关于如何把几种电子器件集成在一起的方法,他甚至构想了用这一方法生产出具有完整功能的电路的工艺流程。发明了集成电路。
1959年1月23日,"八叛逆"的领袖、领导仙童的诺伊斯也有了发明集成电路的想法。
1959年,萨支唐与下属弗兰克·万拉斯共同在MOSFET的基础上发明了"互补金属氧化物半导体场效应管"(CMOSFET)。
1960年12月,通产省下属的工业技术院电气试验所成功研制出日本第一块芯片。
1964年4月7日,IBM推出第一款小规模集成电路计算机System-360。
1968年,摩尔和诺伊斯离开了仙童,创办了英特尔(Intel)。
1968年6月,IBM注册了内存的发明专利。
1969年6月20日,杰里·桑德斯创办超威(AMD)
1971年3月,Intel生产出4004微处理器,4004微处理器和4001内存、4002只读存储器(ROM)、4003寄存器(Register)四兄弟一起,再加上键盘和显示屏,就可以构成一个微型计算系统。
1974年,Intel的弗德里克·法金设计出首款商业化的8位单芯片微处理器8080 爱德华·罗伯茨率先使用8080做出了一台家用电脑,美国的大众电子杂志将其命名为"牛郎星"(Altair)。
1976年4月1日,斯蒂芬·沃兹和乔布斯选用莫斯泰克的微处理器MOS 6502作为CPU,生产出"苹果一号" 。
1976年,日本启动了"下世代电子计算机用超大规模集成电路"(VLSI)研究开发计划,要在半导体技术上超越美国。垂井康夫被任命为VLSI计划联合研究所的所长。
1978年,美光创立
1985年6月,美国半导体产业贸易保护的调子开始升高。301条款出台。
1985年,《广场协议》
1986年,《美日半导体协议》
1987年,在张忠谋的主导下,中国台湾当局、飞利浦和台湾民间资本分别出资,共同成立了台湾积体电路制造股份有限公司(简称台积电)
1989年,英特尔推出了486处理器。
1989年,第一款固态硬盘(SSD)问世,当时用的还是NOR闪存芯片,后来则都改用NAND闪存芯片。
1990年,WIndows3.0
1991年,海湾战争,硅对钢的战争。
1993年,英特尔推出了划时代的奔腾(Pentium)处理器。
1997年,亚洲金融危机
2000年,胡正明及其团队发明了立体结构的鳍式场效应晶体管(FinFET),和平面结构的超薄绝缘层上硅技术(UTB-SOI),后来发展成全耗尽型绝缘层上硅(FD-SOI)
光刻机时间线
1955年,贝尔实验室的朱尔斯·安德鲁斯和沃尔特·邦德合作实现了在硅片上用光刻加工出电子元器件的方法
1961年,美国地球物理学公司(GCA)造出了第一台重复曝光光刻机(photo repeater)。
1973年,拿到美国军方投资的珀金埃尔默科学仪器公司(Perkin Elmer)率先推出了第一台投影式光刻机 1978年,GCA公司推出了世界第一台自动化步进投影式光刻机(stepper)——DSW4800
1984年4月1日,由飞利浦的光刻机项目剥离而来的阿斯麦尔公司成立了。公司名称"ASML"
1991年的5月1日,阿斯麦尔推出了第一台PAS5500光刻机。
1996年,阿斯麦尔推出了深紫外光版本的PAS5500
2000年8月,阿斯麦尔的首台TWINSCAN系统光刻机出货
2002年,林本坚提出"浸没式微影"的方案
2004年,阿斯麦尔的浸没式光刻机改进成熟并顺利投入使用
2006年,阿斯麦尔推出极紫外线光刻机的原型机。
2014年,阿斯麦尔推出第三代极紫外线光刻机NXE3350B,该机型主要用于7纳米制程。
2016年,第四代极紫外线光刻机,NXE3400B正式开始发售,并于2017年第一季度开始交付。可用于5纳米及以下制程。
中国半导体时间线
1958年,王守武领导研制出中国第一批锗合金高频晶体管,并创建了中国最早的晶体管工厂——中科院109厂。
1965年,中国研制成功第一块芯片
1985年,江南无线电厂开始批量生产64K内存
1995年,909工程 - 胡启立牵头,成果是华虹 1999年,北大,国产首颗32位CPU众志-863
2001年7月,展讯通信(上海)有限公司成立
2001年7月,倪光南,嵌入式CPU方舟1号
2002年9月,龙芯1号。参阅考古20年前的国产CPU:方舟一号和龙芯一号 - 知乎
2000年4月,张汝京在上海创办中芯国际集成电路制造有限公司(简称中芯国际)
2006年1月17日,《汉芯黑幕》
2002年,中芯国际正式投产
2016年12月,由国家大基金、武汉市政府牵头,紫光集团、国家大基金、湖北国芯产业投资基金合伙企业和湖北省科投集团在武汉新芯的基础上发起成立了长江存储科技有限责任公司(简称长江存储)。
很少人注意到,摩尔曾经提出警告:比落后于摩尔定律更危险的是超前于摩尔定律。如果落后于摩尔定律,你在一些利基或低端市场还能有些钱赚;如果超前于摩尔定律则很可能投入巨额资金却血本无归。
从根本上来说,本次信息技术革命的所有技术源头,都来自贝尔实验室,而美国频繁的战争需求,又是所有技术发展的催化剂。天才和疯子以金钱为纽带,开创了现代社会的文明形式。
韩国人半导体行业的成功: 1)一开始和日本一样,只是从美国引进技术和生产线,成为行业的游戏玩家,保持低端的存在感。 2)97年金融危机后彻底认输,全盘被美国资本控制,规避了美国打压,并趁机占领日本人的市场份额。同时因为韩元贬值,给了韩国电子产品低价占领市场的机会。 3)中国市场供血。 4)财团式的公司体系,保存亏损的半导体部门能被维持。相当于在企业内部的计划经济和转移支付了。
半导体行业中企业发展路线都有一个相似点,就是从别人的尸体上成长。这就需要一个庞大的开放市场,并且引入激烈的竞争,这样才可能使一个新创企业一开始就能在一个很高的起点上轻装上阵。
从上世纪80年代末开始,半导体行业已经没有什么理论上的突破,所有的发展都是技术上的演进。
后发国家要想追上先进国家,有个屡试不爽的法宝,那就是人海战术。后发国家的人工成本一定是大大低于先进国家的,只要后发国家将"工程师红利"利用好,就能靠低人力成本优势来打败先进国家的高资金投入优势。
中国半导体行业两个关键人物就是江上舟和张汝京
最后以半导体产业的龙头企业为代表做比较,看看中国与世界的差距。在芯片设计环节,中国大陆企业和世界第一的差距约是3倍(海思VS高通);到芯片制造环节,中国大陆企业和世界第一的差距约是11倍(中芯国际VS台积电);再到芯片生产设备环节,中国大陆企业和世界第一的差距约是24倍(北方华创VS阿斯麦尔)。
整个半导体行业,无论是技术还的市场,华人华裔都占有重要的地位,可惜,大都是美国人和台湾人。这固然与营商环境有关,但主要还是与市场需要相关,随后的时间,如果没有新的技术突破,加上摩尔定律的停滞,中国追赶并不是没有希望。
云计算、物联网是应用推动芯片发展的最佳推手,这是在芯片发展进入瓶颈后的行业发展方向。
信息时代发展的每个阶段都会有特定的处理器芯片架构诞生。第一次芯片浪潮,IBM用定制处理器主宰了商用计算机的时代。第二次芯片浪潮,基于复杂指令集的英特尔X86架构一统个人电脑的江山。第三次芯片浪潮,基于精简指令集的ARM架构成功逆袭,占据了移动端。AIoT时代,第四次芯片浪潮席卷而来,RISC-V架构很可能将成为主导。目前RISC-V已成气候,未来处理器架构领域将可能形成X86、ARM和RISC-V三分天下的格局。第四次芯片浪潮如果诞生新的巨头,大概率会出自RISC-V指令集阵营。
2016年,中科院,寒武纪1A
2018年,百度,昆仑系列
2019年,华为,昇腾系列
2019年,阿里,玄铁910 阿里还有含光系列。
在摩尔定律走向终结之际,硅管芯片很快将停止对先进制程工艺的追求,将发展重点转向实际应用的领域,而人工智能正是信息时代中一个正在爆发性增长且具有无限想象空间的偏重具体场景应用的新领域。
芯片发展趋势图
芯片发展趋势:
- 传统CPU → GPU加速 → 专用AI芯片 → 神经网络处理器 → 量子计算芯片
- 摩尔定律 → 制程工艺极限 → 架构创新 → 应用场景优化