在遏制中国技术崛起的斗争中,美国正在更上一层楼。在通过剥夺台积电的台湾工厂来玻璃化华为在芯片领域的雄心之后,在禁止最新一代珍贵的荷兰芯片雕刻机的所有出口之后,美国政府正在使用一种新武器:处理器设计软件。而在与华为“打交道”之后,美国又瞄准了一个新的技术冠军。这次不是智能手机销售商,而是一家名为龙芯的公司,预计能够增加国家在CPU领域的独立性。并且已被列入黑名单,禁止其获取美国技术。
另请阅读: LoongArch,中国主权处理器架构(艾薇儿 2021)
我们已经在 2021 年与您讨论过这家公司,作为其处理器发布的一部分。 LoongArch 是在已不复存在的 MIPS 微架构的基础上设计的,它对美国来说是一种威胁,因为它不依赖于英特尔的 x86,也不依赖于 ARM。而且与 RISC-V 不同,由于它是专有且封闭的,因此有关它的文档很少。美国对此有何困扰?让龙芯加速发展可以正式让中国拥有高性能芯片来开发武器。非正式地说,让英特尔和 AMD 等潜在竞争对手成长可能会挑战美国在 PC 处理器领域的主导地位。
你可能从未听说过美国的强制手段。然而,在尖端处理器的设计中,它几乎是一种“原子”武器。
EDA 软件,美国控制的另一个基本构建模块
如果说半导体世界是多元化的,特别是芯片生产集中在亚洲,那么美国就有控制工具。他们掌握了某些微架构,并且可以依靠自己的地缘政治影响力让合作伙伴屈服(英国的 ARM、荷兰的 ASML 等),这得益于他们的专利权重。但他们也几乎完全控制了一个经常被默默忽略但却至关重要的元素:软件电子设计自动化称为“EDA”(法语为计算机辅助电子设计)。
EDA 软件绝非芯片生产中的附属品,而是绝对必不可少的。正是它们的力量使得设计更加复杂的芯片成为可能,现在集成了数十甚至数千亿个晶体管。它们使英特尔、高通和其他苹果公司能够设计 SoC,这些“超级”芯片集成了非常不同的逻辑处理器(CPU、GPU、NPU、ISP 等),这些处理器必须同时与一定规模的电路互连。十亿分之一米。如果EDA软件市场被分割成几个参与者,那么到2023年他们将分享120亿美元的蛋糕快速浏览一下该领域的知名企业——Synopsys、Cadence、Keysight、Ansys 等。 ——让我们了解到美国的霸主地位令人震惊。当软件不是美国的时,它是德国、英国、法国或日本的,它们都是美国势力范围内的盟友。
另请阅读:中国涉嫌窃取世界上最有价值机器的计划(2023 年 2 月)
您了解:凭借其阻止敏感技术出口的法律机制,美国政府口袋里有阻碍中国企业进步的有力武器。这有几个原因:在开发方面,通过阻止龙芯的设计许可。而且还通过阻止制造商使用这些许可证。事实上,该软件不仅用于芯片的设计方面(绘图),而且还与芯片生产商的机器互连。因此,为龙芯制造芯片的中国中芯国际可能会被剥夺与其合作伙伴合作的许可。因此,美国在芯片生产方面的实力非常强。为了用自己的冠军来保护和控制市场——你必须承认这一点。但也是出于安全原因。
武器发展,一个现实的论点
当您设计处理器时,您会以指令集(行话中的 ISA 或 IP)为基础,指令集是电路空间结构的函数。虽然微架构设计者定期添加新指令,但其操作的基本结构是标准化的。而EDA软件必须集成各个ISA的规范。因此,困难是双重的:要设计芯片,您需要适合您的 ISA 的 EDA 软件。由于LoongArch最初是基于名为MIPS 64的微架构,美国软件允许龙芯继续开发其微架构。从而为中国提供一系列美国人没有远见、也没有任何控制权的加工商。
另请阅读:SpaceX故意阻碍乌克兰军队使用无人机(2023 年 2 月)
正是这种缺乏控制让美国感到恐惧。毫无疑问,这是有充分理由的。因为如果山姆大叔的国家经常被怀疑发出不合理的愤怒呼声——记住有关大规模杀伤性武器或炭疽的丑闻——那么这里提出的技术问题似乎是有根据的。事实上,乌克兰战区带来的技术“革命”(民用无人机辅助火炮、低成本神风特攻队无人机、远程HiMars型导弹等)凸显了新一代电子元件的重要性。
在这一领域,中国军队使用美国技术并不是谎言。因为有先例:去年10月,《华盛顿邮报》披露高超音速导弹中国人民解放军开发的软件有一部分得益于美国公司的技术和软件……比如Ansys,EDA领域全球排名前五的公司!
另请阅读: 就连中国也不想把自己的处理器卖给俄罗斯!(2022 年 12 月)
如果龙芯承诺不开发军用芯片——事实上,CPU是为台式电脑设计的——那么其中一些芯片集成到武器中绝对不是不可能的回想起来。也有可能是龙芯秘密开发芯片,或者将其架构许可转让给第三方……这将依赖于其开发能够集成导弹和其他致命设备的非常强大的芯片的工作。对于中国军火制造商来说,这仍然很难做到,许多非常强大的芯片超出了他们的能力范围,例如 Xilinx (AMD) 的某些可编程 FPGA 型芯片、英特尔的某些 Xeon 甚至 Nvidia 的 H100。
正如龙芯的背靠背路线图所示,其芯片的能力正在稳步进步。因此,美国希望结束这种情况。龙芯可能别无选择。
中国还没有达到这个水平(开源工具也没有达到)
尽管卡桑德拉们一直说中国领先了很多年,但技术现实是,中国目前无法开发自己的芯片雕刻步进机——甚至是 DUV(不如 EUV 复杂)。而且它仍然没有一个软件生态系统来从头到尾设计芯片。从 ISA 和 EDA 的角度来看,这是只有美国人才能实现的壮举。
另请阅读:美国(也)想在量子计算机上阻止中国(2022 年 10 月)
确实有开源软件,但绝对不是Cadence或Synopsis软件级别的。如果说中国半导体生态系统正在逐渐开发从机器到软件的生产开发链的不同模块,那么美国正在从中间为帝国的技术发展设置另一个障碍。然而,这一地缘政治选择具有双重优势:如果它阻碍了中国领军企业,就会刺激他们大规模投资于技术独立性。这给中国带来了时间(延误)和财务成本,但也对美国公司产生了负面经济影响,导致其失去客户。还有数百万,甚至数十亿美元。剥夺对手的收入来源也是著名的“战争经济”的方面之一。