集師廣益﹕中國研發晶片的困難
【明報專訊】近年「中國自主研發芯片」成為社會熱話，筆者也談談中國晶片發展時所面對的問題。晶片(內地稱為芯片)是電子產品不可或缺的「靈魂」，它的運算能力主導整個電子產品的性能，亦直接影響使用者的體驗。要做到高性能、低耗電、兼容力強、生產效率高、價格合理的晶片，確實相當困難，背後亦能體現國家的科研能力甚至綜合國力。
文：鐘聲慈善社胡陳金枝中學通識科教師黎金志
據內地傳媒報道，內地每年進口逾2000億美元的晶片，顯示中國為電子產品的生產大國，同時可見中國非常依賴進口晶片。很多人也有疑問：「中國是世界最大的電子產品製造國，在不少科研領域處世界前列，為何國產晶片未成為主流？為何仍需依賴進口晶片？」要了解這些問題，我們可從多角度探討。
2003年，上海交通大學微電子學院院長陳進高調宣布成功研製出「漢芯一號」，宣稱是中國首個「完全擁有自主知識產權的高端芯片」。「漢芯一號」甚至獲國家級認證，指其水平先進，部分性能超越外國同類產品，陳進其後數年獲逾億元人民幣政府科研基金。
國產晶片造假
2006年「漢芯一號」被揭發造假，原來這塊所謂自主研發的晶片是購自美國摩托羅拉公司(當時摩托羅拉公司擁有領先世界的技術)，然後聘請公司將表面摩托羅拉的字樣磨掉，再打印上「漢芯一號」字樣。陳進的科研只是以低端技術「創造」高端科技，騙取名譽、地位及科研經費。 這件事為中國科技界的大醜聞，政府及企業對「國產芯片」的研發自此有難以磨滅的戒心，以後不少「國產芯片」的科研也被指摘為「騙經費」。「漢芯一號」是騙局，失敗實屬必然。那麼認真務實研發晶片的內地企業呢？它們的發展又如何？原來道路並不平坦。
西方企業擁專利
2000年代初智能手機尚未普及，電腦則在世界多國開始普及，成為電子市場的主流，中國更有極大的發展潛力。2002年，由中國科學院(中科院)計算技術研究所團隊研發的「龍芯1號」正式面世。其後於2003年發表的「龍芯2號」性能更見突出，經多次改良後，擁有相近於當時主導世界的英特爾奔騰4(Intel Pentium 4)的效能。當時不少人認為中國晶片將會開始普及、大規模安裝於個人電腦，並出口到西方世界。
可是，擁有相關專利權的美國半導體設計公司MIPS指控龍芯的指令集與MIPS的指令集有95%相似，坊間開始有質疑抄襲之聲。事實上為運行Linux操作系統(微軟視窗以外的國際級操作系統)，晶片必須兼容MIPS等指令集，否則根本無程式可用。事件後來雖獲解決，龍芯獲專利使用權，但開始更多人憂慮「中國自主研發芯片」背後技術及專利危機。中國要發展晶片產業，研發時軟硬件均受西方國家的專利權制約。
若把目光放遠一點，我們可以借鑑日本經驗。面對西方國家「通吃」的現實，日本採取另一方式：發展嵌入式領域。
嵌入式領域強調產品可應用於其他產品，包括家庭電器、遊戲機、汽車系統、各種生產裝置等，這些領域都是日本強項。嵌入式領域的關鍵是低耗能而非高效能，只要應用得宜、擁有特色，就可於市場上找到定位。
日本發展其他領域
此外，日本半導體產業並不依賴外銷，大部分均由日本國內企業自用，自主能力強，靈活性亦高。為推動日本自行研發及應用本土晶片，日本政府積極推廣教育、資助學校及籌辦比賽等。著名電子雜誌亦不時介紹晶片用法和特點，還會免費提供晶片軟核或實驗版。有這些配套，中學生也可嘗試設計商用系統。這種政府、產業和教育的聯盟，令日本能有效培育出發展晶片的條件。
中國工程院院士李國傑認為中國晶片發展的限制是應用經驗，現時的難處不是技術趕不上，而是沒有廠商願意使用，而晶片的關鍵技術及核心產品都必須經過應用才能改進，否則技術難以成熟。若企業永遠只抱「你做得跟國外一樣好時我就會採用」的態度，科研只會走入死胡同。
[通通識 第556期]
