中國晶元需要編譯器嗎

Ⅰ 關於晶元模擬器

2018-9-29

如果需要在雲上做模擬測試，可以從晶元，操作系統，應用系統底層/PepperScript虛擬機這幾個層面來做。

其孫冊運中比較直接的一種方式就是從晶元層面來做。

在網上粗粗搜了一下，

英國有一家crossware挺不錯的，coldfire, arm這些晶元都有則梁編譯器和模擬器。姿做

網址是：http://www.crossware.com/

另外加拿大的維多利亞大學的 R. Nigel Horspool  教授搞了一個ARM的模擬器，也是值得關注的。

網址是：http://armsim.cs.uvic.ca/index.html

github暫時還沒有深入去看。

Ⅱ ai晶元編譯器開發師前景

1.
如果要進入編譯器這個領域,AI晶元編譯器無疑是個好的選擇。不管AI晶元在國內能火多久,AI本身是一個趨勢已經沒有疑問。做AI晶元編譯器能加深對AI的理解,因為AI晶元編譯器不光涉及編譯器知識,還涉及AI晶元架構和並行計算如OpenCL/Cuda等。如果從深度學習平台獲得IR輸入,還需要了解深度學習平台如Tensorflow、TVM等。所以通過AI晶元編譯器開發,能對AI開發有更多了解。
2.
如果要進入AI領域,AI晶元編譯器不是個好選擇。因為編譯器領域的知識本身就非常艱深,和AI模型本身的關系也不是特別緊密,很難將AI建模作為發展方向,可以多關注GPGPU Architecture。即使AI晶元過氣了,GPGPU還是會長盛不衰。

Ⅲ 突破封鎖！國產晶元終於有了自己的指令集

在半導體晶元領域， 指令系統是一切軟硬體生態的起點 。

以大家最熟悉的ARM和X86為例，它們就分別隸屬於RISC精簡指令集和CISC復雜指令集。

隨著物聯網、5G、AI新興領域的興起，RISC-V和MIPS兩大精簡指令集架構也頻繁出現在我們的視野內。

所謂晶元，其實都是由半導體堆出來的硬體電路，晶體管越多往往代表性能和功能越強。但無論是超級計算機還是智能手環， 它們搭載的處理器都只能識別二進制數據 。

想讓這些晶元正常運行，處理復雜的應用場景，首先就要教會它們學會類似九九乘法表的「演算法口訣」和「數學公式」， 而這些演算法口御橋早訣/公式其實就是所謂的「指令集」 。

換句話說， 指令集的功能和效率（演算法口訣/公式的類型），在很大程度上就決定了各類晶元的成就和算力的上限 。

雖然海思麒麟、龍芯、兆芯、海光、紫光、澎湃等國產晶元都在各自領域取得了不俗的成績，但無論是它們，還是其他採用X86、ARM、MIPS、RISC-V、Alpha和Power，選擇封閉、授權還是開源的國產晶元項目，其底層的指令集根基都掌握在別人手裡。

因此， 只有從指令系統的根源上實現自主，才能打破軟體生態發展受制於人的枷鎖 。

好消息是，日前龍芯中科就正式發布了自主指令系統架構「Loongson Architecture」，簡稱為「龍芯架構」或者「LoongArch」。它包括基礎架構部分，以及向量擴展LSX、高級向量擴展LASX、虛擬化LVZ、二進制翻譯LBT等擴展部分，總共接近2000條指令。同時不包含龍芯此前使用的MIPS指令系統， 並具有完全自主、技術先進、兼容生態三個方面的特點 。

目前，採用LoongArch的龍芯3A5000處理器晶元已經流片成功，完整操作系統也已穩定運行，它能對多種國際主流指令系統的高效二進制翻譯鏈，並成功演示了運行基於其它主流指令系統的復雜應用程序。

LoongArch對MIPS指令的翻譯效率是100%性能，對ARM指令翻譯的效率是90%性能，對x86的翻譯效率是80%性能。

此外，龍芯中科還在聯合產業鏈夥伴在適當的時間建立開放指令系統聯盟，在聯盟成員內免費共享LoongArch及有關龍芯IP核。

所謂IP核，我們可以理解為ARM旗下的Cortex-A78和Cortex-A55等，後置都是基於ARMv8指令集打造的核心IP架構，並授權給了高通、三星、聯發科等晶元商開發SoC移動平台。

目前，ARM剛剛發布了ARMv9指令集，如果不出意外將在下半年發布的Cortex-A79和Cortex-X2架構就將採用這套指令集。

近10年來32位手機處理器都是基於ARMv7指令集打造，在A75之前的處理器則是基於ARMv8-A設計，隨後都是ARMv8.2-A一統江湖

ARM指令集可以細分為Cortex-A（ARMv-A）、Cortex-R（ARMv-R）和Cortex-M（ARMv-M），分別適用於不同類型的晶元

比如車載晶元使用的就是Cortex-R（ARMv-R）核心IP

總之， 設計出一個純國產的自主指令集只是萬里長征的第一步 ，關鍵是後續要做出懂這個指令集的CPU（已經有了龍芯3A5000），再往後還需要鎮雀讓和人類交互的「翻譯家」——編譯器懂這個指令集。也就是需要不斷完善軟硬體生態，讓我們熟悉的系統、辦公、 娛樂 和 游戲 程序都能運行在這套指令集打造的晶元之上。如果做不到這一步，國產指令集和相關晶元也只是空中樓閣而已、

作為國人，我們真心希望LoongArch這種國產指令集可以取得成功，今後無論手機、電腦、車載還是其消沖他半導體晶元都能以使用國產指令集為榮，並走向世界。

擴展小知識

那麼，指令集又是如何影響晶元執行效率的？

我們以RISC和CISC，讓它們分別執行「清潔地面」的命令為例，看看其背後的指令邏輯差異。

邏輯上，「清潔地面」的大概思路是先拿起掃帚，掃地；拿起簸箕，用掃帚把垃圾掃進簸箕；放下掃帚和簸箕，潤濕墩布；再用墩布擦地，直至清潔地面完成。

對CISC復雜指令集而言，很容易理解「清潔地面」這套邏輯，下達「清潔地面」命令後，就能按照規則和順序，一步步自動完成。

對於RISC精簡指令集而言，它一下子可理解不了如此復雜的邏輯，必須將復雜的邏輯順序拆分，然後按照一項項簡單的命令去完成復雜的操作。

比如，想讓RISC精簡指令集完成「清潔地面」命令，就必須依次下達「拿起掃帚」、「掃地」、「拿起簸箕」、「把垃圾掃進簸箕」、「放下掃帚和簸箕」、「潤濕墩布」、「墩地」……

看起來CISC復雜指令集方便又強大？沒錯，如果要同時清潔無數房間地面，你只要對著不同的房屋說「清潔地面」、「清潔地面」、「清潔地面」……即可。

而對RISC精簡指令集，你需要對著每個房間都重復一整套復雜的命令，如果下達指令的人嘴巴不夠快（帶寬不夠大），那清潔地面的效率自然受到影響，難以和CISC復雜指令集抗衡。

但是， 現實生活中，並非所有房間的地面都需要一整套的清潔流程，比如你只需要墩地一個步驟。

對RISC精簡指令集而言，你只需對著需要清潔的房間說「墩地」、「墩地」、「墩地」即可。而由於CISC復雜指令集沒有單獨的「墩地」動作，操作起來就要麻煩許多，完成相同的墩地操作會消耗更多資源，翻譯過來就是發熱更高更費電。

這就是RISC和CISC的本質區別。 說不上誰好誰壞，只能說它們所擅長的領域各不相同。

以ARM架構為代表的RISC精簡指令集，最適合針對常用的命令進行優化，賦予它更簡潔和高效的執行環境，對不常用的功能則通過各種精簡指令組合起來完成。

RISC是將復雜度交給了編譯器，犧牲了程序大小和指令帶寬，從而換取了簡單和低功耗的硬體實現。

對以X86架構為代表的CISC復雜指令集，則適合更加復雜的應用環境。

CISC是以增加處理器本身復雜度作為代價，以犧牲功耗為代價去換取更高的性能。不過，X86架構則可通過對新型指令集的支持（如SSE4.1、AVX-512等），在一定程度上提高指定任務的執行效率和降低功耗。

現在晶元領域是RISC攻，CISC守的格局。以蘋果M1為代表的ARM架構RISC指令集晶元正在染指傳統的X86 PC市場，而且大概率會取得成功。雖然以英特爾為代表的X86陣營曾多次試圖反擊Android生態（如早期的Atom晶元），但最終卻都以失敗告終。ARM最新發布的ARMv9指令集，就給了ARM晶元入侵X86 PC大本營更多彈葯，也許用不了多久Windows ARM版PC也將成為一個更加重要的PC品類。

Ⅳ 為什麼沒有國產的C/C++的編譯器

首先：國產有編譯器，比如龍芯就用
其次：開發編譯器難度非常大，編譯器、操作系統、資料庫這三樣是程序界的三座大山，不是 所有牛奶都叫愚公。國產即使有編譯器我認為也不是完全從零開發的。龍芯雖然有了自己的編譯器也只是針對自己的平台編譯，不具備通用性。一句話，中國目前缺少大企業的眼光和決心以及實力

Ⅳ 在國內從事C/C++編譯器的開發有發展前景嗎

我給你講講我的經歷。 我大概十年工作經驗，大概五年c++編譯器前端經驗（在兩家500強做靜態分析），四五年項目管理和品質過程改善經驗。其他主流語言都會用，實現的大概方式也明白。 前一段時間找工作，投了二十幾個c++職位一個電話都沒有。唯一的面試是朋友內推的阿里的項目管理專家。跑去面試，悲催，直接換崗成p5-p6的測試來面試，問了幾個測試問題直接讓我回家了（順便吐槽一下，他們對於測試過程感覺還沒問到點上） 最後的結局就是，沒人要，轉行去製造加工業了。我總結一下為什麼找不到工作（可能只是我偏頗的認識：一是這行需求太少，二是hr根本不知道你是幹嘛的，三是做這行的根本不好意思寫精通c++。

Ⅵ 高通、華為、蘋果離不開的EDA工具，為什麼說是中國晶元的命門

盡管很多人還在糾結光刻機，但是中國現在最難的其實並不是光刻機，游敗悔而是EDA工具，EDA全稱是Electronic design automation，也就是電子設計自動化，是指利用計算機輔助設計（CAD）軟體，來完成超大規模集成電路（VLSI）晶元的功能設計、綜合、驗證、物理設計（包括布局、布線、版圖、設計規則檢查等）等流程的設計方式。

Ⅶ 低調的國產RISC-V晶元玩家

在這個巨大市場潛力的推動下，IP廠商、工具廠商、晶元廠商和系統廠商都爭先恐後地湧入這個賽道，其中不乏一些擁有深厚行業積累的廠商。如以ASIC晶元起家的嘉楠 科技 （以下簡稱「嘉楠」），就是當中一個重要的低調參與者。

從ASIC到RISC-V

眾所周知，納斯達克上市的嘉楠 科技 在ASIC晶元設計方面有深厚的積累，公司在晶元的前後端設計以及流片方面也有豐富的量產經驗。早在2016年，嘉楠就成為了國內前十實現10nm晶元量產的公司。也就是從這一年開始，嘉楠開始了在邊緣端AI晶元的 探索 。

據嘉楠 科技 董事長兼CEO張楠賡先生介紹，因為ASIC晶元對於計算效率的要求趨近極致，這就需要嘉楠一直在ASIC晶元設計中尋求算力與功耗之間的最佳平衡。因為這個研發過程對技術要求衫卜比較高，這無疑間就磨煉了公司的研發團隊。與此同時，公司還發現，ASIC在計算效率上相比傳統架構有了數量級的提升，這就為嘉楠後續進軍RISC-V市場埋下了伏筆。同屬計算密集型應用場景的邊緣AI晶元就成為了嘉楠的目標。

經歷了一番綜合考量，嘉楠把目光投向了基於RISC-V的邊緣端AI晶元。

嘉楠 科技 董事長兼CEO張楠賡先生

首先，從成本角度看，RISC-V開源免費的特性對於晶元創業公司而言非常友好。選擇這一架構，意味著嘉楠可以在AI晶元研發過程中節省大量的IP授權成本，將資源投入到最核心的技術研發，幫助公司加快晶元的迭代速度，靈活應對市場環境的變化。

其次，從技術趨勢角度看，RISC-V架構開源、精簡和模塊化的理念符合未來的技術發展趨勢。計算體系結構宗師David Patterson（RISC-V的創始人之一）在ACM通訊上發表的論文中就指出了計算機體系結構的兩個機遇，其中一個就是開源的指令集ISA，創建一個「面向處理器的Linux」。從目前來看，RISC-V無疑是開源指令集架構中最成功的一個。

第三，從開發角度看，RISC-V不需要像ARM一樣考慮向後兼容，沒有 歷史 包袱，基礎指令只有幾十條，學習門檻相對較低；另一方面，RISC-V支持開發者按需拓展指令，這為晶元研發提供了更高的自由度。

第四，從性能角度看，RISC-V架構內核的性能可與ARM內核性能抗衡。

第五，從IP開發角度看，嘉楠從一開始就堅持IP核心自主研發的技術路線，RISC-V架構則提供了這一可能。嘉楠還能以SoC的形式將RISC-V CPU與自主研發的加速器組合在一起，為客戶提供邊緣側的晶元解決方案。在這一過程中，公司可以把更多精力放在IP核的迭代，而不用考慮可能面臨的授權風險。

從市場發展現狀看來，嘉楠打造端側RISC-V AI晶元的做法也是一個明智的決定。

熟悉行業的讀者應該知道，根據應用場景的不同，AI晶元的可以粗略劃分為模型訓練和推理計算。其中模型訓練市場已出現巨頭壟斷的態勢，GPU巨頭英偉達不僅在硬體方面建立起技術領先優勢，而且結合圖形計算平台構建了強大的軟體生態壁壘，那就意味著這個市場給新晉者的機會並不多。反觀推理晶元組市場，則還處於發展早期，特別是邊緣側市場，不同場景對晶元的要求存在稿肢差異化，給AI晶元公司留下了更多空間，因此嘉楠一開始就專注於邊緣推理晶元的研發。

同時，在邊緣側市場，可穿戴設備、攝像頭和感測器等聯網設備越來越多。不同物聯設備對功耗和算力的要求不同，這就決定很難用單一架構適配所有場景。架構的競爭歸根結底是生態之間的競爭。雖然ARM仍然是移動端市場的主流，但RISC-V開源和模塊化的特點允許像嘉楠這樣的晶元公司基於RISC-V進行定製化的設計，擁有更大的自由度。

此外，從目前的市場環境看，Arm正成為巨頭公司爭相收購的目標，這對於IP授或敬穗權的獨立性造成了很大威脅。而如果很多組織使用RISC-V設計處理器，就可以在更大層面上推動晶元的創新。所以長期來看，RISC-V的價值在未來會更加凸顯，從而為嘉楠帶來更多的市場機遇。

奔跑在這條全新的賽道上，自主研發的IP成為了嘉楠最重要的底氣之一。

從K210到K510

在拍板進軍RISC-V之後，嘉楠就一直堅持依託RISC-V架構，自主研發IP核心的技術路線。

張楠賡表示，公司這樣做有三方面板的優勢：一方面是為了把核心技術握在自己手裡，避免可能面臨的授權風險；另一方面，自主開發核心從長期來看可以降低研發成本，並加快晶元的迭代速度；第三，自研可以形成嘉楠自身的晶元設計方法體系，確保核心技術和研發理念的傳承。

本著這樣的研發思路，嘉楠迄今已經推出了兩代自主研發的IP核心，分別為KPU（Knowledge Process Unit）和KPU2.0。這是專門為機器視覺任務設計的神經網路加速器。因為異構計算是目前針對深度學習的主流硬體方案，為此在結合CPU與KPU加速器後，嘉楠能更好地提升晶元在視覺演算法模型上的性能表現。

落實到晶元方面，嘉楠在2018年就推出了公司的第一代產品勘智K210。這款產品在過去幾年裡也在包括智能園區、智能家居、智能能耗和智能農業在內的多個場景中發揮了重要的作用，公司也與一些行業頭部公司開發了智能產品。今年，嘉楠就作為全國大學生OS設計大賽唯一的技術支持方，也為大賽提供勘智K210和開發板作為評估工具。與勘智K210甚至還在美國和日本等國際市場上率先打開局面。

但張楠賡指出，即使K210在不少領域表現搶眼，但由於該晶元的研發時間較早，在算力規劃上沒有考慮到後來才出現的演算法模型，導致產品在應用場景的拓展上受到限制。為此，嘉楠在日前又順勢推出了新一代的中端晶元K510。

據介紹，在全新的勘智K510晶元，繼續沿用了雙核RISC-V CPU架構中，但嘉楠圍繞RISC-V CPU子系統進行了優化。例如該CPU集成了64位的數字信號處理器DSP，配合自主研發的KPU2.0核心為AI應用加速。

此外，DSP內部還設計了專用的本地存儲，進一步提升DSP的實際運算性能。研發團隊還在雙核CPU和DSP之間設計了專用的mailbox模塊用於通信，方便軟體靈活掌控整個系統。

K510同時還在匯流排架構、IP核心與視頻子系統等多個方面也推出了全新設計。這使其算力相比一代晶元提升了3倍，經典視覺演算法mobilenetv1幀率大幅提升，自研高速PHY介面理論帶寬也做到了10GB/s，8位數據壓縮率更是高達50%以上，極大優化了勘智AI系列在機器視覺場景的應用性能。

為了進一步解決大功耗和大面積的問題，嘉楠在K510晶元上更是採用了NoC匯流排架構，讓每個IP工作在特定的時鍾域，解決龐大時鍾樹的困擾。

在K510的視覺硬體配置上，嘉楠也進行了大幅優化，使其能夠支持MIPI CSI2 和DVP介面，可同時支持最多3個攝像頭輸入。晶元內部還集成了3個圖像處理單元ISP, 其中一個ISP支持3D 功能，無需軟體參與，硬體完成深度數據的提取和加工，相比軟體處理深度信息方式不但節省了巨大的CPU開銷，性能上也會有很大提升。

嘉楠同時還提高了K510在攝像頭輸入介面設計的靈活性，讓其既可以硬體流水線方式將攝像頭輸入送至ISP硬體，也可以把輸入圖像寫入DDR，ISP再通過線下方式讀取DDR內的圖像完成後續處理。滿足用戶可以在中間加入定製化的處理需求，或者對定製化的數據進行ISP處理。

值得一提的是，通過融合公司在演算法、軟硬體和編譯器的最新設計，嘉楠推出全新的KPU2.0，集中突破AI晶元設計中廣泛存在的「存儲牆」和「性能牆」的問題。為了提升計算效率，KPU2.0採用了動態3D PE陣列，第三個維度支持多種方式共享傳遞數據，並實現多個維度上的計算映射，提高PE陣列的利用率。同時也可以動態開啟或關閉每一個2D陣列，並根據不同層級對帶寬和計算資源的需求進行調整。

據了解，通過動態3D PE陣列，K510支持多種方式共享傳遞數據，靈活支持多個維度的計算映射，提高PE陣列利用率。採用GLB(Global Local Buffer)設計，通過可配置的SRAM陣列實現，靈活配置以滿足不同數據類型在不同層上的帶寬和存儲需求，並提升內部RAM的利用率。結合動態3D PE陣列和GLB設計，嘉楠還獨創了計算數據流技術，在計算卷積時不需要進行數據重排；通過多級存儲設計提升卷積計算的數據復用率。

此外，KPU2.0還搭載了可重構的SIMD加速單元，通過創新的meshnet網路可以靈活配置支持各種激活函數、pooling和resize等運算元。

作為一款定位於中高端邊緣推理晶元市場，K510無論在核心架構還是外部設備介面方面，都對晶元的視覺處理能力進行了大幅優化。這就使得這個晶元能夠在高清航拍、高清視頻會議、智能家居、各類機器人以及車載後裝智能終端等市場發揮其功用，並佔領一席之地。根據公司的規劃，未來幾年會有多款勘智晶元亮相，助力多個不同的應用和市場。

與全球開發者共同推進RISC-V

雖然在包括嘉楠在內的多個廠商的推動下，RISC-V取得了長足發展。但從過往的 歷史 看來，任何一款架構的普及都需要時間。如PC時代的x86架構統治了指令集架構市場幾十年，後PC時代才迎來Arm架構的崛起，Arm也用了幾十年，才走上了巔峰。換而言之，計算負載的變遷需要經過一個長時間的生命周期。也就是說我們現在雖然已經進入了萬物互聯時代，給RISC-V創造了機會，但這個新興指令集來說，也只是邁出了第一步。

再者，現在的指令的發展趨勢是開放度越來越高。如Arm崛起的原因很大程度上是因為它引入了更多的市場參與者。同樣地，我們也將看到RISC-V作為開源架構標桿對於新一代晶元設計廠商的吸引力，也許未來的英偉達、英特爾就會從這個生態中誕生。為此嘉楠也會持之以恆地投入其中。

張楠賡同時還強調，RISC-V生態還在持續壯大，特別在邊緣側場景中，因為很多業內通行的設計標准和協議標准尚未統一，所以在百家爭鳴的現階段中， 探索 自己獨特的技術路線更有意義，這也是作為RISC-V的堅定支持者嘉楠所踐行的。

「但我們也應該認識到，將晶元轉化為智能產品需要一個過程。與軟體不一樣，硬體是一段漫長的旅程、很花時間。需要先完成原型，然後客戶進行測試，可能還要進行一些反復開發，所有這些事情都會比在Linux上debug花更久時間，也需要在生態上花費更多心思」，張楠賡補充說。

基於以上考慮，嘉楠會堅持依託RISC-V架構進行自主IP核研發的技術路線，為市場帶來性能表現更優的晶元。同時，公司也會在軟體方面發力，給客戶帶來更方面的研發體驗。

據介紹，通過公司採用統一的AI編譯器，勘智系列KPU能支持 TensorFlow、PyTorch和ONNX 模型導入。支持運算元融合、稀疏壓縮和量化等優化手段，對模型的延遲和帶寬進行深度優化。K510同時還支持豐富的網路模型運算元，當中包括常見的 CNN、RNN 運算元和各類向量計算和數據處理操作。

「嘉楠的成長受惠於開源，公司也將全面擁抱軟硬體開源戰略。嘉楠已經決定把公司在硬體模塊、軟體演算法的積累，以及晶元手冊等基本資料去阿奴共享出來給開發者使用，與全球的開發者共同推進RISC-V生態的繁榮。」張楠賡說。在他看來，推動RISC-V產業的發展，除了有利於公司本身以外。這於中國晶元產業來說，也是有百利而無一害的。

過去，晶元設計有時需要上億研發費用，投入上百人，但這是中小企業不易承擔，而且也不一定能掌握發展的主動權。但開源的RISC-V晶元設計能將晶元設計門檻大大降低，讓3到5人的小團隊在3到4個月內，只需花幾萬元便能研製出一款有市場競爭力的晶元，從而將促進晶元產業的繁榮，能更好地支持人工智慧等新一代信息技術和數字經濟的發展。

張楠賡認為，晶元產業最關鍵的是人才。在晶元設計門檻降低之後，將會吸引到更多的人才投入這個行業，這有助於奠定本土晶元產業長遠發展的人才基礎；另一方面，因為x86和Arm架構自身比較封閉，不容易進行創新。

「有了RISC-V之後，本土的一些架構創新的成果也容易以開源的形式進行推廣，有助於打造中國在開源晶元領域的話語權。」張楠賡強調。

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Ⅷ 中國的CPU為什麼不自己開發指令集

其一 需要時間積累和大量的資金 重點是現在生態圈（x86高效能市場，arm低功耗市場，mips廉價市場）已經建立 你開發出新的指令集別人又不用 不用就沒錢拿 沒錢拿就沒法繼續發展 這是個死循環

其二 生態圈遠遠大於技術，一旦優勢建立後很難推翻，就像mac逼格在高也干不翻window，wp再流暢也是炮灰一樣

其三 仔細想想，你做了指令集有多少應用願意為你優化？你做了指令集有多少人能夠認同並使用？

其四 指令集需要系統的支持，你盜版著別人的Win系統 Liux系統，說是自己研發的有用嗎？在別人的系統上終究是研發不出自己的指令集，想要研發出屬於自己的好的指令集就得先研發出好的系統和好的CPU。

其五 連國家做CPU和系統都在盜版，你認為指令集那種做的出來。

最重要的是
電腦工程事業，需要的是敢於假象與實踐的瘋子科學家，而不是整天讀書的科學家。書讀的再多也受限於別人的知識，要想研發出好的指令集、CPU、系統就得要學會實踐與不切實際的猜想，而中國的科學家總是覺得這不行書上沒寫，那不行，外國人沒有這么說。 所以目前來說中國是沒有可以研發出真正獨立的好CPU、好指令集、好的系統的能力，沒有這樣的瘋子天才，而中國科學家都是受限於書本之下。

Ⅸ 設計晶元和生產晶元哪個難度更大

在 科技 領域，其實晶元生產和設計都很難，因為這兩者的技術要求都非常高，屬於最「高、精、尖」領域。同時，晶元行業也是最燒錢的行業，在移動晶元的 科技 企業中，目前只有蘋果、高通、華為、三星、聯發科這五家做得最好，雖然前後有不少世界級 科技 企業進入過這個領域，但是這些企業幾乎都是知難而退！

在晶元設計方面，我國華為現在也算是國際晶元設計企業中的佼佼者，但也是在最近幾年才真正做得起來。現在已經在猛力追趕蘋果、高通這些老牌 科技 企業。

而我國台灣的聯發科在國內市場是「日落西山」，當年在國內手機廠商中「事故頻發」，把自己作死了，現在依然在低端市場徘徊。

而在晶元製造方面，目前能生產高端晶元的也只有台積電、三星。因為生產晶元的技術幾乎全都掌握在荷蘭大佬——ASML公司手中。而且一直以來，中國都是被西方大國列入禁止輸入「高精尖」技術的國家名單。所以，中國內地 科技 企業幾乎沒得接觸光刻機。

去年，謠傳的《突破荷蘭技術封鎖，彎道超車》等文章，說中科院已經研製出了能夠製造高精度CPU的國產光刻機，而後來被證實：這種光刻機不是用來光刻CPU的，而是用便宜光源實現較高解析度，用於一些特殊製造場景。

我們中國舉國之力依然很難研製這種光刻機，足以證明光刻機技術難突破。但是，我國中芯國際也算很爭氣了，現在也能製造一些低端晶元，有努力就有希望！

所以，你說晶元設計和製造領域有容易的嗎？都沒有容易容易做的，我國華為能做到今天，是因為2004年已經開始組建團隊去做，到2015年才做出有點起色的麒麟950，才到今天的麒麟980，一路艱辛！

到如今，小米公司也入了坑，但是發布了澎湃S1之後，澎湃S2到現在依然不見蹤影，雖然路途艱險，但是還是希望小米一直把晶元做下去，畢竟晶元就像人的咽喉，一直被人扼住，還是逃不出別人的手掌心。華為和小米都是民族企業，我是會一如既往地支持它們的！

你好，沒有哪個更難的，晶元設計與生產晶元是一體的，哪個環節是短板，相對就難。

我們來看看中國在晶元設計和晶元製造方面與全球頂尖的差距。

一、晶元設計，根據工程院士倪光南的說法：中國做的不錯

目前中國的晶元設計企業非常多，有統計數據說達到1400多家。

可見，中國晶元設計已經百花齊放，根據中國工程院院士倪光南的說法：在晶元設計方面，中國乾的不錯。

除了華為海思晶元設計已經是頂尖水平雅虎，最近中興宣布7nm晶元量產引起很大轟動，其實也是屬於晶元設計的突破成績。

也就是說，設計完成後，大批量的製造晶元，這是中國大陸晶元產業鏈中最薄弱的環節。

而且這個環節不光是中國大陸薄弱，美國其實也是不行的，無非只是掌控了技術保護而已。

目前晶元量產做的比較好的，那就是中國台灣的台積電和韓國的三星。所以特朗普一直想要台積電去美國設廠，生產晶元。

二、目前中國晶元製造環節在更新迭代中，至少會落後10年以上

目前在中國大陸晶元製造領域最好的公司就是叫做中芯國際。

公司的總部就在上海，就像它的自身宣傳：中國內地技術最先進、配套最完善、規模最大、跨國經營的集成電路製造企業。

中芯國際目前能夠生產0.35微米到14納米的晶元。

目前中芯國際的工藝技術水平如何呢？

再來看看韓國三星，已經計劃在下半年也會開始量產5納米晶元。而目前大陸的中芯國際今年才能實現量產是14nm。

不過，我們要知道的是，目前現實生活中，大部分的晶元需求並不是高精尖的。總體來說，市場需求有70%的晶元都是在14nm以下的。

不管怎麼說，我們在晶元製造上已經邁出非常重要的一步，但是差距也是明顯的。

這個差距並不代表晶元製造就比較難，而是我們的晶元製造產業鏈環節發展比較晚，需要有時間去消化掉全面落下的部分而已，但是攻破頂級技術是自然而然的。

總之，目前晶元設計對我們而言已經是領先的，但是晶元製造尤其是相關的工具，比如光刻機等才是我們的最大的短板。大家也知道，中國大陸製造晶元需要買光刻機，而美國是千方百計的阻攔，就是這個點卡住，並不是說晶元製造就比晶元設計難，這就是我的觀點，謝謝。

設計晶元是理論基礎，好比中國科學院士

中國科學院士好獲取嗎？難

晶元設計你說簡單嗎？不容易

需要豐富的電子理論知識，半導體知識，電路設計，半導體工藝等很多相關的知識。

晶元設計步驟簡單分為以下幾部：

現在一家大的公司，功能強的晶元 比如海思設計的手機晶元，現在都不是一個人完成的，都是按照功能模塊分好幾個人設計完成的，強調團隊合作精神。

生產晶元是實踐基礎，好比中國工程院士

中國工程院士好獲取嗎？難

工程院士需要忍受寂寞，需要忍受付出

晶元產生看起來簡單，買到先進的設備生產即可，其實沒那麼簡單，最近大家都知道，一台最先進ASML的設備 是我們一生估計都沒機會掙到的，你以為買回來就可以了嗎？中芯國際就可以生產7nm的晶元了嗎？

我告訴您，沒那麼簡單，這個傢伙光說明書就是上萬頁，需要幾個工程師去摸索，生產出來晶元後還有良率問題，人家還不會教您。

總體來說，目前大部分公司都重視晶元設計，由於國內的都是SOC fabless公司，不需要生產，由於公司多，需求就多，導致晶元設計人員很搶手，而對於生產晶元來說，就幾家公司，學了這個專業，都沒有其他單位坑給你，你說冤不冤？不過如果你真的對ASML的設備弄成專家，待遇也不是很差，設備一停，一天的錢也不少呀！

至於難度哪個更大？你說呢

我們需要二院院士！

我是番皮，告訴您不要選錯行，一旦入錯行，十年淚茫茫。

題主問的這個問題裡面有一個小問題，就是生產晶元指的是製作晶元還是封裝晶元。不過這並不影響問題的答案，毫無疑問，設計晶元是最難的。那為什麼中興事件發生後，國內輿論一片嘩然，似乎都把注意力放在了晶元的製作工藝如何復雜和製作設備如何昂貴上了。這個問題稍後再論。輿論的注意力似乎表明晶元的製作是最難的，其實不然。

晶元產業按照產業鏈的先後順序分為設計、製作和封裝，其難度也是遞減的。目前，中國大陸的晶元企業大多還是停留在晶元的封測上。台灣地區和日、韓在晶元的製作上有很強的競爭力。

先說晶元的封裝，說的直白一點就是給晶元接上引腳，加上外殼，難後進行各種測試，包括功能和性能測試。這個環節在晶元產業鏈中是最容易的，這也很容易理解。

接下來說晶元的製作。晶元的製作工藝用一個比喻來形容就是把石頭變成金子的過程。隨著晶元集成度的提高，其工藝是越來越復雜，所需的投入也是十分巨大的。中興事件發生後，又一個傳聞就是晶元製作工藝中有一種叫光刻機的設備是對我們國家禁運的。這個傳聞後來被辟謠了。但是光刻機設備確實非常昂貴，全世界只有荷蘭一家企業在商用生產。除了這個工藝，還有什麼蝕刻、摻雜等等復雜。不管哪個環節的工藝，潔凈度的要求都非常的高，一旦一個環節出問題，就得重新來。

然後來說說晶元的設計。晶元的設計為什麼說是最難的。用過晶元的人都知道，我們在使用晶元的過程中接觸的更多的是軟體，有固件、指令集、編譯器、寄存器配置。初學者光是想用好一個並不復雜的功能晶元就感到有點吃力了，何況設計呢？所有這些都是有無數聰明的腦袋經歷無數白天黑夜的努力設計出來的。我們國家晶元設計人才總體來說是非常缺乏的，有一個很重要的原因就是沒有相應的產業來培養，教育環節與產業環節脫節比較嚴重。

最後來說說，為什麼輿論的注意力都放在了晶元的製作上呢？其實，這跟我們目前 社會 普遍存在的「重物輕人」觀念有關。晶元的製作需要在「物」上有巨大的投入，自然吸引了很多人的目光。晶元的製作從其工藝的復雜程度來說，確實是有難度的。但是一項工藝一旦被研發出來，便可用來生產無數種類型的晶元。理論上，工藝是可以復制的，而晶元的設計人才的培養難度就大多了。

近期，晶元又再成為熱議話題，這是因為在當今 社會 ，晶元已經成為不可或缺的核心技術產品，大到航空，小到電燈，幾乎是各行各業都有晶元應用的身影。

那麼，究竟是設計晶元難度大，還是生產晶元難度大呢？

以建築行業為例，頂級的建築師能設計出讓人贊嘆不已的偉大建築，但是如果沒有優秀的施工機械與施工團隊，再偉大的設計也僅僅會停留在藍圖層面。

設計晶元與生產晶元同樣如此，晶元屬於高精密產品，優秀的晶元設計很重要，但是如果缺乏生產晶元的高端光刻機，同樣難以符合晶元設計的預期，就更別說量產了。

可見，以執行層面來做考量的話，生產晶元會更具有技術難度。

晶元設計和晶元生產都有很大的難度，可能在我們知道的一些晶元公司裡面，更多的厲害的公司是晶元設計公司，給我們造成了一種晶元生產是晶元設計難度的好幾倍的感覺，這兩者其實都是很難的， 個人認為晶元設計的難度在於晶元設計軟體的開發，更偏向於軟體，目前國內設計領先的公司用的設計軟體都是國外的，晶元生產的難度在於關鍵的設備之一----光刻機！

如果非要說哪個難度更大，我個人傾向於晶元生產 ，為什麼更傾向於晶元生產呢？個人認為在光刻機的研發上更有難度，尤其是在最先進的光刻機上，華為現在的發展就是一個活生生的例子，華為的海思在5nm的晶元上都已經可以交給晶元製造供應商量產了，所以華為現在肯定在設計更先進的晶元，在晶元設計上還有紫光，目前中興也在研發5nm的晶元，可以設計的晶元有很多的種類，手機晶元，電腦晶元，通信晶元等，所以在設計種類上非常繁多！ 能夠設計晶元的公司相對也是非常多的，尤其現在很多公司還能夠躋身世界前列的水平！

從這十幾年的發展來看，國內目前在手機晶元設計能做到世界前列水平的公司還是有兩家的，基本上不落後於最先進的晶元，但是在 光刻機的研發上可以說目前差了好多，最先進的光刻機已經到了5nm，國內的上海微電子設備宣稱明年能夠生產28nm的光刻機，經過多次曝光可以製造11nm的晶元！

所以總的來說，光刻機相對來說還是比較困難的，這也是當前中美 科技 戰中，美國以此來制裁華為的關鍵！

設計晶元和生產晶元哪個難度更大？

晶元製造難在何處

晶元設計是一大難題，很多朋友都覺得晶元設計存在諸多難點，那麼晶元設計究竟難在何處呢?本文中，特地為大家介紹晶元設計和晶元製造目前所面對的難點，希望大家在閱讀完本文後，能對晶元設計和製造症結有一定的了解。

它體積微小，貌不驚人，卻集高精尖技術於一體。

它作用非凡，應用廣泛，是信息產業的核心和基石。

它事關國計民生與信息安全，牽動著億萬國人的心。

小小的它這般神奇

簡單說來，晶元就是一種集成電路，它是通過微細加工技術，把半導體器件聚集在硅晶圓表面上而獲得的一種電子產品。

晶元的奧秘之處，在於它可將多達幾億個微小的晶體管連在一起，以類似用底片洗照片的方式翻印到矽片上，從而製造出體積微小、功能強大的「集成電路」。

晶元上的晶體管有多小呢?一根頭發絲直徑長度能並排放下1000個，且相互之間能協同工作、完成指定的任務。

製造出來的晶元雖然只有指甲般大小，能耐卻大得驚人。它具有信息採集、處理、存儲、控制、導航、通信、顯示等諸多功能，是一切電子設備最核心的元器件。

在當今信息 社會 ，晶元無處不在，生活中凡是帶「電」的產品，幾乎都嵌有晶元。我們每天都離不開的手機，裡面的晶元就多達30個。如果沒有晶元，世界上所有與電相關的設備幾乎無法工作。

晶元不僅事關國計民生，而且涉及信息安全。一些西方國家出於自身利益考慮，將其視為一種貿易或戰爭的「武器」，輕則通過禁運、限售等措施，制約相關國家信息產業發展，重則通過接入互聯網晶元的「後門」，進行情報收集或實施網路攻擊。如前幾年發生的「棱鏡門」事件、某大國通過互聯網攻擊伊朗的核電站等，都與晶元有著千絲萬縷的聯系。因此，晶元不僅是信息產業的核心，更是信息處理與安全的基石。

信息 社會 不可或缺

隨著信息技術的迅猛發展，晶元應用已延伸到 社會 的每個角落，融入生活的方方面面。從人們日常生活使用的手機、電腦、洗衣機，到工業領域的機床、發動機，再到航空航天領域的導航及星載設備等，哪樣都少不了晶元。

在軍事領域，先進武器裝備、指揮信息系統，晶元更是不可或缺。如採集晶元可以使武器裝備擁有「千里眼」「順風耳」，信息處理晶元能給武器裝備裝上「智能大腦」，通信晶元能將各種裝備與作戰單元連接起來進行體系對抗，存儲晶元則能保存各種戰場數據而進行作戰效能和毀傷評估，等等。晶元已成為影響戰爭勝負的重要因素。

廣泛的應用需求，推動著晶元技術的迅速發展。隨著更好工藝的採用以及片上系統、微機電集成系統等技術的進步，晶元開始進入「自組裝」的納米電路時代，競爭日趨激烈。

應用廣，市場就大。據美國半導體產業協會統計，2017年1月至2月，中國和美國的晶元市場規模份額分別為33.10%和19.73%。中國雖然是全球最大、增長最快的晶元市場，但許多高端晶元要進口。

晶元製造難在何處

晶元的設計製造是一個集高精尖於一體的復雜系統工程，難度之高不言而喻。那麼，究竟難在何處?

架構設計難。設計一款晶元，科研人員先要明確需求，確定晶元「規范」，定義諸如指令集、功能、輸入輸出管腳、性能與功耗等關鍵信息，將電路劃分成多個小模塊，清晰地描述出對每個模塊的要求。然後由「前端」設計人員根據每個模塊功能設計出「電路」，運用計算機語言建立模型並驗證其功能准確無誤。「後端」設計人員則要根據電路設計出「版圖」，將數以億計的電路按其連接關系，有規律地翻印到一個矽片上。至此，晶元設計才算完成。如此復雜的設計，不能有任何缺陷，否則無法修補，必須從頭再來。如果重新設計加工，一般至少需要一年時間，再投入成百萬甚至上千萬元的經費。

製造工藝復雜。一條晶元製造生產線大約涉及50多個行業，一般要經過2000至5000道工藝流程，製造過程相當復雜。製造晶元的基礎材料就是普通沙子，它如何變成製造晶元的材料呢?沙子經脫氧處理後，通過多步凈化熔煉成「單晶硅錠」，再橫向切割成圓形的單個矽片，即「晶圓」。這一過程相當復雜，而在晶圓上製造出晶元則更難。首先要將設計出來的集成電路「版圖」，通過光刻、注入等復雜工序，重復轉移到晶圓的一個個管芯上，再將管芯切割後，經過封裝、測試、篩選等工序，最終完成晶元的製造。值得一提的是，製造過程中還需要使用大量高精尖設備，其中高性能的光刻機又是一大技術瓶頸。如最先進的7納米極紫外光刻機，目前只有荷蘭一家公司能製造，價格上億美元不說，一年僅能生產20台左右。

投入大、研製周期長。一款復雜晶元，從研發到量產，要投入大量人力、物力和財力，時間至少要3至5年，甚至更長。處理器類晶元還需要配套復雜的軟體系統，同樣需要大量人力物力來研製。美國英特爾公司每年研發費用超過百億美元，有超過5萬名工程師。

發展迅速、追趕難度大。自20世紀50年代末發明集成電路以來，晶元的集成度一直遵循摩爾定律迅猛發展，即每隔18個月提高一倍。半個多世紀以來，晶元的性能和復雜度提高了5000萬倍，特徵尺寸則縮減到一根頭發絲直徑的萬分之一。晶元領域競爭十分激烈，美、歐等發達國家處於技術領先地位，晶元研發相對落後的國家，短時間內追趕有難度。

「中國芯」正加速追趕

目前，全球高端晶元市場幾乎被美、歐等先進企業佔領。但加速研發國產自主晶元一直是政府、企業、科研院所的重點發展方向。近年來，我國在集成電路領域已取得了長足進步，晶元自給率不斷提升，高端晶元受制於人的局面正在逐步打破。

我國自主研發的北斗導航系統終端晶元，已實現規模化應用。在超級計算機領域，多次排名世界第一的「神威太湖之光」和「天河二號」，全部和部分採用了國產高性能處理器。國產手機、藍牙音箱、機頂盒等消費類電子產品，也開始大量使用國產晶元。

11月9日，「2018中國集成電路產業促進大會」在重慶舉辦，102家企業的154款產品參加本屆優秀「中國芯」評選，「飛騰2000+高性能通用微處理器」等24款產品獲獎，涵蓋從數字交換晶元到模擬射頻電路、人工智慧晶元到指紋識別感測器、工業控制到消費類電子等各個領域。

這一系列進步的背後，是國家高度重視和大力投入。2006年，國務院頒布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》，2014年6月，國務院批准實施《國家集成電路產業發展推進綱要》，都對這一領域發展提出了部署要求。

隨著國家的大力扶持和一系列關鍵核心技術的突破，「中國芯」正逐步縮短與發達國家的差距，「中國創造」終將佔領信息系統技術制高點，真正把競爭和發展的主動權掌握在自己手中。

先來看的話，其實並不存在哪個難度更大的問題，這個可以從相關的企業分析得出結論也就是說，能夠獨立設計晶元的目前也不過寥寥幾家，包括蘋果，高通，華為以及三星，還有聯發科等等。

而掌握著比較優秀的封裝技術，目前也只有台積電和三星。所以從數量上來看的話，好像是設計晶元的難度更簡單一些，而封裝技術可能更難一些，事實上並不是如此。

一直以來關於設計晶元其實就有很多種說法，很多人認為，以華為為例，造晶元其實是一件非常簡單的事情，只要購買了arm的公版架構，再交由台積電或者三星去做封裝技術，一塊晶元就應運而生了，顯然事情並沒有這么簡單。

arm的公版架構可能從原理上來說更像是提供一個所謂的框架，但具體的某些信息還是需要自己去搭建，比如小米的澎湃晶元同樣是用了arm的公版架構，但問題在於，帶晶元的第1款晶元砸了十幾個億，也不過產出一塊，可能比較落後的中端產品。

而華為的麒麟處理器力經過這么多年的發展，依舊是和頂尖處理器存在著差距，也就可以看出設計晶元這一部分包括架構這一部分，完全不是一般的企業所能夠承受的，這不僅僅是對資金的要求，還有對絕對技術的一個要求。

當然，封裝技術目前來看的話也同樣比較復雜，台積電的7納米工藝以及三星的7納米工藝，也不過這兩年才開始。能夠做這樣高端的封裝技術，目前也是寥寥無幾，可以說封裝技術與設計缺一不可，雙方的難度都是同樣大，而雙方也都是所謂的跨行如隔山，術業有專攻。

設計晶元與製造晶元都是難度很大的工作，你說相比較二者那個又難些，我覺得各有各的難度，能製造不一定會設計，能設計也不一定就會製造，相互尊重密切配合才能成就一番事業。

這個問題和下列2個問題有異曲同工之妙：設計 汽車 和製造 汽車 那一個難？設計飛機和製造飛機那一個難？晶元製造推給光刻機， 汽車 ，飛機的製造呢？該拿什麼來背鍋？

Ⅹ 很奇怪為什麼國內沒有任何組織或個人開發最底層的中文編譯器呢

這是一個技術問題，你如果沒讀過編譯原理（龍書）的話，你是看不懂下面的回答的。因為中國技術不足，沒人能寫出支持中文的lex和yacc。首先詞法分析生成器lex，就對中文不友好，它只支持ascii字母，不支持中文。這意味著你編譯器里的詞彙只能是英文單詞，不能是中文詞彙。其次就是語法分析生成器yacc了，也不支持中文，只支持用英文寫的語法規則，不能用中文書寫。這意味著最最基本的語法規則是全英文的，這算哪門子中文編程語言。非常遺憾，中國目前沒有牛人造出支持中文的lex和yacc來，否則全中文編譯器一定會滿天飛的，多到爛大街。為什麼說多到爛大街？一個全中文的編譯器其實僅僅需要修改編譯器的前端詞法分析器和語法分析器（語法分析器甚至無需大改動），後端直接對接開源代碼即可，開源英文編譯器已經爛大街了，把它們的後端移植過來就行了。但關鍵就是沒有支持中文的自動化工具lex和yacc。
自動化這條路走不通，純手寫總可以吧。我猜測易語言就是前端純手寫的全中文編譯器。你可以使用易語言，絕對可以達到你的要求。但是從技術的角度來講，lex和yacc的技術高度遠高於易語言，畢竟lex和yacc號稱編譯器的編譯器，編譯器之母。