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　　在遭遇外国技术封锁之后，我国大力提倡发展半导体行业，仅2020年就新增2万多家半导体相关企业。

　　随后，国家更是出台多项优惠政策，尤其是集成电路小于28纳米，免征10年企业所得税。

　　除此之外，在资金投入方面，近年来国家和众多相关企业也在不断加码，2020年的半导体行业报告就足以说明这点。

　　报告显示，在半导体行业，仅去年一年就有超1400亿的资金注入，同比暴涨367%。在这些有利条件助力之下，我国的芯片行业迎来了巨大的爆发。

　　量子芯片击败谷歌

　　2018年10月，在美国物理学家约翰·马丁尼兹的带领下，谷歌团队研发出了一种采用超导量子计算、能产生53个量子的“悬铃木”芯片。

　　这款芯片，能够以200秒的时间，完成经典超级计算机大约10,000年才能完成的计算，从而让美国谷歌实现了量子霸权。

　　不过，谷歌的量子霸权仅持续了一年，就已经被打破了，2020年12月4日，中国科学技术大学的潘建伟团队，成功构建了76个光子的量子计算模型。

　　据悉，在此次研究过程中，除了主导的潘建伟团队，还联合了国家研究中心以及中科院上海微系统研究所。

　　正因为我们有多方实力研发团队的共同努力，在量子计算这样领域，我们赶超了谷歌，实现了中国量子霸权。

　　不像谷歌使用零下273摄氏度的超导线圈来产生量子比特，潘建伟团队在利用光子实现量子比特的过程中，大多数实验都是在常温下进行的。

　　来自潘建伟团队的介绍，在实验中，他们先定制了一束激光，再分成强度相同的13束光源，让它们同时穿过25个晶体。

　　之后，就能获取到25个特殊状态的量子光源，接着让这些光源通过特制的自由空间和光纤，抵达干涉仪并实现彼此对话。

　　最后，团队采用100个超导纳米线单光子探测器来捕捉光子，其中有76个探测器捕捉到了光子。

　　中国科技大学教授陆朝阳表示，要是把这个系统看作是一部弹子机，光子就相当于其中的弹珠。

　　这些弹珠本身又具有分身功能，当他们当中有两颗完全相同的相遇，就会相互作用，最后从那道卡门出来。

　　与悬铃木的计算速度相比，九章在60秒内完成了传统超级计算机1亿年才能完成的任务，远远超过了谷歌。

　　在悉尼大学教授史蒂芬弗拉米亚看来，中国量子计算机的进程让人难以置信，50个压缩态进入100模式的干涉仪简直是不可思议。

　　当然，量子芯片的突破并不是一蹴而就的。2017年，潘建伟和陆朝阳的团队，建造了世界上第一台单光子量子计算机，超过早期经典计算机，到2019年才实现了20光子探测14光子的量子计算。

　　同一时期，国际上的其他研究团队能做的水平，基本还在3至4个光子之间徘徊无法突破，而到了2019年，我们中国的水平已经让国际大为震惊了。

　　陆朝阳介绍说，突破这一门槛的关键在于，除了采用新的高速波色采样模型外，还进行了多项重大技术创新。

　　首先，本实验所使用的量子光源，无论是在效率、全面效率方面，还是在大规模扩展等方面俱佳，是国际上公认最好的量子光源。

　　这几个指标相互影响，相互延长，要同时保证所有的指标，就好像让多只猫排排坐，要同时抓它们一样难度很大。

　　其次，“高精度锁定技术”的采用。在自由空间和光纤内，它能将光源的光程抖动控制在25纳米内。

　　其难度在于控制精度，这相当于拥有50匹跑马的难度，即将跑马在100公里的路程上的误差控制在一个毛发丝的直径，可以想象的到。

　　此外，“干涉技术”和“单光子探测技术”在实验中，都做到了极高的精度。而这两项技术还是来自中科院上海微系统所为实验专门建造的设备——高性能单光子探测仪。

　　不过，虽然我国在量子芯片上取得了重大的成就，但量子计算由演示转向实际应用还需要数年的时间，仍需科学家长时间的努力。

　　平头哥玄铁910突破

　　英特尔公司和AMD公司的X8664构架是复杂指令集的代表作，数10年以来都是性能芯片产品的代表。

　　众所周知，在科技高速发展的这几十年来，若论最广为人知，最有代表性的复杂指令集，就要数英特尔和AMD这两家科技巨头的X86-64构架了，因为它是最被广泛使用的开源复杂指令集。

　　除了X86-64构架复杂指令集外，还有一个后起之秀，它就是ARM指令集。这是一款闭源的指令集，任何一个公司或个人都需要得到ARM公司的授权，才能使用它来开发芯片。

　　当然了，既然要授权自然就避免不了要付费，但对于巨头来说，能用钱解决的问题都不是问题。

　　但有一个问题还是挺让人头疼的，就是一旦ARM升级了指令集，使用者又要重新获取授权才行。

　　更重要的是，一旦得不到其中的授权，自己就要面临被ARM卡脖子的风险。正因为这个可能会随时发生的风险，让一些原本非主流的指令抢占了部分市场。

　　这些非主流的指令采用无限制开源的模式，取得了各大科技厂商的信任。譬如，我们中国农信采用的MIPS指令集，就在2020年全面开源了。

　　而这次平头哥研发的玄铁910，也是采用非X86-64构架和非ARM的指令集。据介绍，这款指令集叫ISCV，一直以来都奉承开源的政策，由美国加州大学于2010年发布。

　　但是由于芯片的投入研发和开源程序不一样，会让成本投入大幅增加，因此虽然一开始就表示开源，这些年来基于ISCV的芯片作品也确实是不多。

　　不过，这一切在2019年出现了转机，我国又在一空白领域实现了突破，7月25日玄铁910正式发布。

　　这款芯片由阿里巴巴旗下的半导体公司平头哥所研发，应用性十分广阔，不仅可应用于5G、AI\自动驾驶等多个领域，还可用于芯片的设计、制造上。

　　在性能方面，这款玄铁910十分出色，采用3发射8执行的复杂乱序执行架构，支持16核，主频为2.5GHz，相比目前业界最好的RISC-V处理器，玄铁910的性能提高了40%以上。

　　平头哥方面表示，在控制高性能端上芯片的设计制造成本方面，玄铁910的诞生可以达到非常不错的效果。

　　未来在各个领域中，搭载玄铁910可使芯片性能提高一倍以上，同时芯片成本降低一半以上。

　　随着AIoT时代的深入，我们的方方面面均已有别于桌面电脑时代和移动物联网时代，此时的芯片应用场景更加丰富。

　　而具备低功耗、开源、灵活等优点的ISCV构架，显然是AIoT场景最需要的芯片构架之一，毕竟企业最需要的，绝对是能够快速实现商用的芯片。

　　平头哥在我国空白的这一领域取得的这个进展，可以说意义重大，再加上目前玄铁910已成功运行于谷歌的安卓系统。

　　也不难理解，玄铁910被称为业界最强的ISCV处理器内核IP，对于我国芯片等高新技术领域是有重大的突破意义的。

　　7nmGPGPU填补中国空白

　　信息技术系统中，从CPU、操作系统、办公套件、整机到服务器，都已有了一些商业化的替代品，唯独GPGPU领域目前还是一个空白。

　　说到这里，相信有不少人不知道，GPGPU是什么。简单来说，它中文名叫通用图形处理器，是专门用来处理图形任务的，承接下原本由CPU要执行的、关于图形方面的计算任务。

　　一般的计算通常都不涉及到图形处理，图形处理器的特点是，计算效率更高，存储带宽也更大，更重要的是其并行处理能力特别强。

　　GPGPU现在被广泛应用于高性能计算、工业AI应用、安全和政府项目、互联网和云数据中心等领域。

　　近年来，GPGPU成为热门话题，美国的英伟达、AMD、英特尔都在积极研发，国外围绕GPGPU的竞争已趋于白热化。

　　但在我们国内却很少有企业问津，所幸还有华为等少许企业眼光独到，还能看到GPGPU未来的发展前景。

　　但是，由于美国去年实施的制裁，华为GPGPU的发展并不顺利，似乎国内的这一空白难以填补。

　　但当人们感到失望时，在2021年1月15日，上海天智芯半导体正式对外宣布，该公司的7nmGPGPU旗舰芯片BI已经研发成功。

　　据悉，该芯片为全自研，真正在GPU架构下构建的7nm制程GPGPU训练芯片，晶体管数量达240亿个，采用台积电7nm工艺。

　　这项技术的突破，填补了国内空白，打破了国外技术封锁的垄断，并在量产之后，可被广泛应用于AI培训、高性能计算等领域。

　　此外，这项技术还能服务于教育、金融、医疗、安全以及互联网、人工智能等相关行业。

　　换句话说，BI的诞生，为AI智能社会注入强大的动力，为强化国家战略科技力量，增强产业链和供应链的自主可控提供了非常坚实的基础。

　　从上面的三大突破，我们可以看出，虽然在芯片行业我们整体上和国外还有较大的差距，但我们追赶的力量却是十分地凶猛。

　　笔者相信，随着我们对技术和人才的重视，随着国家对科技兴国战略的提升，我们的芯片行业在未来的几年将有更大的作为。

　　看来还是被微软的比尔盖茨说中了，技术封锁，断供芯片，只会迫使中国走上自研之路，加速中国芯片的自给自足。

　　最后，大家认为，我们还需要多久，才能在芯片领域上追上发达国家呢？欢迎在评论区点赞、评论。

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