對于開源芯片設計與制造,目前風頭最盛的自然是谷歌、SkyWater與Efabless打造的Open MPW計劃。該計劃利用了SkyWater的130nm工藝,已經幫助不少開源芯片設計實現了流片,這樣一個徹底免費的計劃可以說是半導體開源社區的福音,而如今這一計劃將迎來一次更大的升級。
從130nm邁向90nm
7月28日,谷歌正式宣布擴展與SkyWater擴展合作關系,預計于今年推出全新的開源SDK,SKY90-FD,對應SkyWater的90nm FDSOI CMOS工藝。這對于開源芯片設計來說可是個大新聞,要知道從130nm到90nm的跨度,帶來的密度提升還是相當可觀的,雖然不是用于量產,但已經足以用于驗證一些成熟的芯片設計方案,目前不少汽車與消費級芯片仍在使用該等級下的工藝。
而且此次開放90nm的工藝節點還有另一個意義,那就是SkyWater幾乎已經把自己全部的制造技術拿來投入開源社區了,雖然SkyWater也有65nm工藝,但目前只是剛通過認證,并沒有進入量產狀態。此前已經在130nm工藝上流片的設計者也可以嘗試新的工藝節點,在原有設計上做出優化,分析不同設計、節點的PPA差異。

Open MPW第六期參與者的國家分布 / 谷歌
發展至今,基于130nm工藝的Open MPW流片計劃已經開展了六期,開源社區一共提交了364個項目,最終成功流片了240個設計。谷歌也對這些項目做了統計,參與該計劃的設計人員來自不同的國家,最多的來自土耳其、巴基斯坦、印度、日本和英國,可以看出國際關系對于開源芯片的設計與制造并未造成影響,未來或許我們也能見到中國設計的開源芯片項目。
跟著芯片法案喝湯?
雖然1300萬美元的投資與500億美元的芯片法案補貼比起來并不算什么,但這畢竟不是用來增強國家半導體制造競爭力的方案,美國政府不愿意多掏錢也情有可原。要知道,雖然芯片法案旨在增強美國本土的芯片制造能力,但落實的對象卻讓不少半導體公司感到不公平。芯片法案的最大受益者莫過于英特爾、德州儀器和美光等IDM廠商了,尤其是據傳會分得200億美元的英特爾,而高通、英偉達、AMD等Fabless公司可以說是完全分不到羹。
而在芯片法案正式通過之日,SkyWater也公開表示感謝,由此看來他們也能從中獲益,不過獲得的補貼應該比不上其他幾家體量更大的IDM公司。如果不知詳情的話,很難不讓人遐想,SkyWater此次愿意開放自家最先進的工藝作用于開源芯片開發,而且甚至是免費,難不成也是因為有了芯片法案的資助?其實不然,此前的幾次流片計劃其實都是谷歌出的錢,而這次谷歌也不再是金主,而是由美國國防部出資1500萬美元。

Open MPW每期提交的設計數量 / 谷歌
那么為何美國國防部會愿意自掏腰包來支持開源芯片的制造呢?答案自然是他們能夠從中獲益。在美國國防部看來,由于他們要用到的商業軟件必須帶有保證,或是附帶源代碼,這樣供應商或是他們自己能夠出手維護。
但也正因如此,愿意做出承諾或貢獻源代碼的商業公司并不多,而國防部本身開始使用許多開源軟件,畢竟開源代碼都是公開透明的,很容易通過設計缺陷和惡意代碼的審查。開源硬件設計同樣可以直接挪用,更不用說部分國防相關的半導體用不到多么先進的工藝,不然美國國防微電子部門也不會選擇SkyWater作為供應商了。
結語
從美國政府這段時間的動向來看,他們確實打算從商業、國防等多個角度全面提升美國的芯片制造實力了。這是否會進一步加劇半導體產業的地緣政治沖突尚且未知,但隨著RISC-V之類的開源芯片設計進展加速,開源制造的相關產業也應該在其他國家和地區盡快提上日程了,這并不是一件吃力不討好的事,從國防與開源結合的雙贏中就能一窺端倪,開源與商業化是可以完美融合的。
從130nm邁向90nm
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Open MPW第六期參與者的國家分布 / 谷歌
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雖然1300萬美元的投資與500億美元的芯片法案補貼比起來并不算什么,但這畢竟不是用來增強國家半導體制造競爭力的方案,美國政府不愿意多掏錢也情有可原。要知道,雖然芯片法案旨在增強美國本土的芯片制造能力,但落實的對象卻讓不少半導體公司感到不公平。芯片法案的最大受益者莫過于英特爾、德州儀器和美光等IDM廠商了,尤其是據傳會分得200億美元的英特爾,而高通、英偉達、AMD等Fabless公司可以說是完全分不到羹。
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結語
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