開(kāi)源芯片制造正式升級(jí)到90nm

對(duì)于開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)與制造，目前風(fēng)頭最盛的自然是谷歌、SkyWater與Efabless打造的Open MPW計(jì)劃。該計(jì)劃利用了SkyWater的130nm工藝，已經(jīng)幫助不少開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了流片，這樣一個(gè)徹底免費(fèi)的計(jì)劃可以說(shuō)是半導(dǎo)體開(kāi)源社區(qū)的福音，而如今這一計(jì)劃將迎來(lái)一次更大的升級(jí)。

從130nm邁向90nm

7月28日，谷歌正式宣布擴(kuò)展與SkyWater擴(kuò)展合作關(guān)系，預(yù)計(jì)于今年推出全新的開(kāi)源SDK，SKY90-FD，對(duì)應(yīng)SkyWater的90nm FDSOI CMOS工藝。這對(duì)于開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)可是個(gè)大新聞，要知道從130nm到90nm的跨度，帶來(lái)的密度提升還是相當(dāng)可觀的，雖然不是用于量產(chǎn)，但已經(jīng)足以用于驗(yàn)證一些成熟的芯片設(shè)計(jì)方案，目前不少汽車(chē)與消費(fèi)級(jí)芯片仍在使用該等級(jí)下的工藝。

而且此次開(kāi)放90nm的工藝節(jié)點(diǎn)還有另一個(gè)意義，那就是SkyWater幾乎已經(jīng)把自己全部的制造技術(shù)拿來(lái)投入開(kāi)源社區(qū)了，雖然SkyWater也有65nm工藝，但目前只是剛通過(guò)認(rèn)證，并沒(méi)有進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài)。此前已經(jīng)在130nm工藝上流片的設(shè)計(jì)者也可以嘗試新的工藝節(jié)點(diǎn)，在原有設(shè)計(jì)上做出優(yōu)化，分析不同設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)的PPA差異。
發(fā)展至今，基于130nm工藝的Open MPW流片計(jì)劃已經(jīng)開(kāi)展了六期，開(kāi)源社區(qū)一共提交了364個(gè)項(xiàng)目，最終成功流片了240個(gè)設(shè)計(jì)。谷歌也對(duì)這些項(xiàng)目做了統(tǒng)計(jì)，參與該計(jì)劃的設(shè)計(jì)人員來(lái)自不同的國(guó)家，最多的來(lái)自土耳其、巴基斯坦、印度、日本和英國(guó)，可以看出國(guó)際關(guān)系對(duì)于開(kāi)源芯片的設(shè)計(jì)與制造并未造成影響，未來(lái)或許我們也能見(jiàn)到中國(guó)設(shè)計(jì)的開(kāi)源芯片項(xiàng)目。

跟著芯片法案喝湯？

雖然1300萬(wàn)美元的投資與500億美元的芯片法案補(bǔ)貼比起來(lái)并不算什么，但這畢竟不是用來(lái)增強(qiáng)國(guó)家半導(dǎo)體制造競(jìng)爭(zhēng)力的方案，美國(guó)政府不愿意多掏錢(qián)也情有可原。要知道，雖然芯片法案旨在增強(qiáng)美國(guó)本土的芯片制造能力，但落實(shí)的對(duì)象卻讓不少半導(dǎo)體公司感到不公平。芯片法案的最大受益者莫過(guò)于英特爾、德州儀器和美光等IDM廠商了，尤其是據(jù)傳會(huì)分得200億美元的英特爾，而高通、英偉達(dá)、AMD等Fabless公司可以說(shuō)是完全分不到羹。

而在芯片法案正式通過(guò)之日，SkyWater也公開(kāi)表示感謝，由此看來(lái)他們也能從中獲益，不過(guò)獲得的補(bǔ)貼應(yīng)該比不上其他幾家體量更大的IDM公司。如果不知詳情的話(huà)，很難不讓人遐想，SkyWater此次愿意開(kāi)放自家最先進(jìn)的工藝作用于開(kāi)源芯片開(kāi)發(fā)，而且甚至是免費(fèi)，難不成也是因?yàn)橛辛诵酒ò傅馁Y助？其實(shí)不然，此前的幾次流片計(jì)劃其實(shí)都是谷歌出的錢(qián)，而這次谷歌也不再是金主，而是由美國(guó)國(guó)防部出資1500萬(wàn)美元。

那么為何美國(guó)國(guó)防部會(huì)愿意自掏腰包來(lái)支持開(kāi)源芯片的制造呢？答案自然是他們能夠從中獲益。在美國(guó)國(guó)防部看來(lái)，由于他們要用到的商業(yè)軟件必須帶有保證，或是附帶源代碼，這樣供應(yīng)商或是他們自己能夠出手維護(hù)。

但也正因如此，愿意做出承諾或貢獻(xiàn)源代碼的商業(yè)公司并不多，而國(guó)防部本身開(kāi)始使用許多開(kāi)源軟件，畢竟開(kāi)源代碼都是公開(kāi)透明的，很容易通過(guò)設(shè)計(jì)缺陷和惡意代碼的審查。開(kāi)源硬件設(shè)計(jì)同樣可以直接挪用，更不用說(shuō)部分國(guó)防相關(guān)的半導(dǎo)體用不到多么先進(jìn)的工藝，不然美國(guó)國(guó)防微電子部門(mén)也不會(huì)選擇SkyWater作為供應(yīng)商了。

結(jié)語(yǔ)

從美國(guó)政府這段時(shí)間的動(dòng)向來(lái)看，他們確實(shí)打算從商業(yè)、國(guó)防等多個(gè)角度全面提升美國(guó)的芯片制造實(shí)力了。這是否會(huì)進(jìn)一步加劇半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的地緣政治沖突尚且未知，但隨著RISC-V之類(lèi)的開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)進(jìn)展加速，開(kāi)源制造的相關(guān)產(chǎn)業(yè)也應(yīng)該在其他國(guó)家和地區(qū)盡快提上日程了，這并不是一件吃力不討好的事，從國(guó)防與開(kāi)源結(jié)合的雙贏中就能一窺端倪，開(kāi)源與商業(yè)化是可以完美融合的。