|厌恶谷歌吗？谷歌以免费开源芯片制造，推动半导体学科进步，又令人敬畏
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这是半导体的时代 ， 从来没有哪个历史年代 ， 一个象征全球商业化层面的科技产业 ， 会在全球和全国范围内 ， 这么令人瞩目 ， 它已经超越了纯技术本身 。
你想拥有一块自己设计的芯片吗？当然前提是 ， 假定你有一定的芯片设计能力 。 我们在网上听说过华为或者小米流片的过程 ， 知道大概如何能拥有一个芯片：你必须从芯片制造厂获得工艺设计套件 ， 然后交付足够的流片费用 ， 再然后等待晶圆产出 ， 甚至可以不用封装 。
个人可以拥有这样的能力吗？哪怕你是选择半导体专业起飞梦想的理想主义学生 ， 或者是一个有了草案需要践行的IC设计准大师 ， 那么现在 ， 芯片成真的梦想可以大概率实现了 。
谷歌开源了芯片从设计 ， 到流片的整个过程 。 用硬件语言和模拟器编写和验证芯片 ， 直到真正把它制造出来 ， 这一切 ， 都是开源、甚至免费的过程 ， 你只用担心是否有能力描绘出梦想 。
谷歌开源芯片制造流程 ， 你有了免费获得物理芯片的机会 。从某种意义上讲 ， 谷歌最伟大的贡献是创造了“谷歌一下”这个功能 ， 现在这个动作不限于搜索了 。 如果你想做自己的开源芯片 ， 只要谷歌一下就可以了 ， 而且这个过程是免费的 。 谷歌选择了著名的芯片设计公司 efabless 作为这个项目的启动伙伴 。
但还是会有限制 ， 因为你不能拿个麒麟1000来 ， 要求谷歌进行5nm工艺流片 。 需要按照如下要求：
【|厌恶谷歌吗？谷歌以免费开源芯片制造，推动半导体学科进步，又令人敬畏】1、芯片的设计工具必须是公开的、开源的 ， 你将通过发送一个URL到相关的Git repo来提交你的作品；
2、芯片制程工艺水平只限在130纳米 ， 这在2001年左右是相当牛气的制程技术！
3、不管你是出于业务爱好、学术研究 ， 还是商业初期的试验 ， 你需要与其他至少40个团队 ， 经过筛选计划的认定 。
4、你最后可以获得100个左右的流片 ， 晶片模具面积是10m㎡ 。
这一切居然是免费的！从用硬件语言、模拟器编写和验证芯片 ， 直至真正把它制造出来 ， 个人或者小团队规模就可以胜任了 。 要知道 ， 即使是使用180nm- 130nm这样的工艺节点来制造芯片原型 ， 一旦代工全流程机器开动起来 ， 通常也要花费数万美元 。
而且放心吧 ， 谷歌没有随便选择一个晶圆代工厂来完成这些免费制造过程 。 谷歌及其合作伙伴 efabless 选择了从赛普拉斯半导体剥离出来的SkyWaterTechnology Foundry 。 计划在今年11月为开源中标者进行一次生产 ， 2021年初再生产一次 ， 之后将形成常态 。
芯片制造开源的终结者SkyWater来历不凡SkyWater是总部位于美国的最先进 ， 唯一拥有美国DMEA认证的集成电路和微设备生产厂 ， 专门从事先进的创新工程服务和各种差分集成电路（IC）的批量生产 。 SkyWater为客户开发和制造各种市场中的IC提供支持 ， 这些市场包括：航空航天和国防 ， 汽车 ， 计算和云 ， 消费 ， 工业和医疗 。 是Technology Foundry模式的先驱 。
谷歌和Skywater发布了一个开源PDK ， 即工艺开发工具包 ， 它被描述为一个包含设计规则、逻辑和模拟模型以及单元、规格和其他数据的包文件工具 ， 可以将你的RTL文件变成半导体、金属和其他化学品在塑料封装的硅片上的实际工作模式 。 这是有史以来第一个开源的PDK 。
SkyWater开源PDK文档已在 github 入库 。 截至2020年5月 ， 该存储库的目标是SKY130流程节点 。 如果SKY130过程节点发布成功 ， 那么将来会有更多更先进的技术节点可用 。
SKY130过程节点技术堆栈包括：
支持带有5.0VI /O的内部1.8V（可在2.5V下运行）；
1级本地互连；
5级金属；
具有电感能力；
具有较高的片状rho多晶硅电阻器；
可选的MiM电容器；
包括SONOS缩小的电池；
支持10V稳压电源；
高压漏极扩展NMOS和PMOS 。
综上所述 ， SKY130工艺节点具有是一个极其灵活的产品工艺 ， 其中包括许多通常可选特征作为标准（特征如局部互连 ， SONOS功能 ， MIM电容器和更多） 。 这为设计人员提供了广泛的设计选择灵活性 。
我们厌恶谷歌 ， 但它在围造生态的同时 ， 带动了学科和技术的进步
谷歌在对华为禁用GMS后 ， 开启一个很不好的先例 。 泛科技生态系统被一些技术之外的因素割裂 。 Android 凭借开源开放精神获得了巨大的成功 ， 让谷歌收获满满 ， 华为就是安卓重要的贡献者之一 。
谷歌对华为的伤害 ， 向世界科技界证明：这是一个后全球化的科技商业环境时代 ， 不能再依赖自由和开放的技术跨境流动 。 只有自主可控的知识产权结构才是企业的发展生存之道 ， 这是谷歌给予2020后的科技界一个珍贵的认知 。
但无疑 ， 类似芯片制作流程这样的开源行为 ， 我们需要瞩目和敬畏 。 google 花费巨大的代价 ， 去服务它们本土半导体社区科技的交流 ， 推动芯片领域内学术、科技创新的基础性发展 ， 帮助芯片业者成功完成蜕变为技术中坚力量之前的巨大挑战 。 从自身角度出发 ， 我们不喜欢谷歌 ， 但足够敬畏它 。
一个开放的、可制造的PDK是RTL和物理芯片之间的巨大障碍 ， 但这个障碍被谷歌这样的科技企业移开了 ， 其连带效应是非凡的 。
人才积累和学科基础建设是我国半导体产业发展的重中之重
我曾经在一个近20个小时的火车旅程中 ， 一直与一位邂逅的湖南大学FSAE赛车队的指导老师长谈 。 湖南大学拥有中国大陆第一支大学生方程式赛车队 ， 赛车从设计、图纸绘制到采购、加工、装配 ， 都是学生亲自完成 。 经过这样洗礼过的学生 ， 毕业去到德国、上海一流的汽车企业的时候 ， 目光透出的自信让人夺目 ， 这位指导老师当时溢于言表的自豪 ， 我至今难忘 。
在当前世界经济85万亿美元的产值中 ， 有2万亿美元是电子行业所贡献的 ， 其中4750亿美元来自半导体产业 。 而半导体行业中约650亿美元来自芯片制造最后的成品工艺 。
在美国半导体极端限制政策之下 ， 中短期 ， 对于国内以华为为代表的半导体行业甚至整个电子、通信产业链 ， 将会有一段比较难熬的日子 ， 但从长期看是利好 ， 国内的进口替代进程将进一步加速 ， 除了胜利 ， 我们别无选择 。
而半导体产业的自主可控发展 ， 人才和基础学科是关键 。 任正非的思想观念里 ， “人才”是一切的基础 ， 只要有拥有大量“人才”就一定能打赢这场战争 。 华为现有的700多个数学家、800多个物理学家、120多个化学家 ， 有15000人从事基础研究 ， 6万多产品研发人员都是华为打下这场战争的信心所在 。
写在最后其实开源 ， 一直是海外带动学科发展 ， 促进先进科技社区建设的重要手段 。
美国加州大学伯克利分校的一个团队表示 ， 他们已经按IPC--即每时钟周期的指令数 ， 生产出了世界上最快的开源RISC-VCPU 。
IBM也发布了A2I POWER处理器内核的VHDL源代码 ， 该内核在2010年代初的BlueGene/Q超级计算机中使用 。 这是个窥探生产级处理器的机会 。 A2I是作为超级计算机的通用45纳米CPU开发的 ， 在此之前 ， 它是以线速运行的网络边缘处理器内核 。
所以 ， 当看到谷歌开源芯片整个制造过程 ， 触动很深 。
我国的进口替代进程必然漫长艰难 ， 我们需要考虑各种可行性的推动手段 ， 考虑产业链每个个环节的无限积累 ， 考虑集合全国的学科力量协同攻坚 ， 我们必将迎来芯片产业的加速 ， 这是时代赋予的机遇 。
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