来源：thenewstack
当谷歌和亚马逊等云巨头需要批量生产内部设计的芯片时，芯片制造商可以提供帮助。但由谷歌牵头的一个项目正试图将芯片设计开源。谷歌正在领导一组合作伙伴，为芯片设计人员提供开源软件工具，以设计、验证和测试芯片的虚拟版本，然后免费获得工厂制造的物理部件。目标是帮助 DIY 爱好者、大学和芯片初创公司降低芯片的设计和生产成本。更多合作伙伴最近几周，谷歌牵头的努力获得了更多合作伙伴来推动开源芯片的努力，其中包括制造商格芯和美国国防部，后者上周向SkyWater注入了 1500 万美元的资金，后者为其工厂提供制造能力开源芯片。开源芯片的想法可以比作Linux。英特尔和 ARM 等公司拥有为计算提供动力的专有芯片设计，而公司必须为使用这些架构的特权付费。Google 的目标是推广开放式芯片设计，这些设计可免费获得许可，并可进行修改以满足组织的需求。最后一英里的努力谷歌的开源芯片努力解决了许多芯片初创公司无法克服的最后一英里问题：制造芯片。谷歌的目标是促进用于人工智能和数据收集等应用的处理器和传感器的基层设计，然后免费制造芯片。谷歌早在2020年就推出了一个芯片开源计划，与半导体制造厂商Skywater合作赞助了Open MPW Shuttle Program，将芯片设计中的PDK开发套件完全开源、免费。在这个项目中，网友可以随意提交芯片设计，充分利用开源的EDA、PDK等工具开发自己需要的芯片，谷歌则会负责免费制造芯片。之前免费制造的工艺是SKY130，也就是130nm工艺，现在谷歌已经升级到了SKY90-FD，这是一种90nm FDSOI工艺，比传统的Bulk工艺性能更好，开发者可以基于该工艺设计更好的90nm芯片，谷歌依然免费帮你制造。根据Pitchbook的数据，风险投资公司向半导体公司投入了 99 亿美元，其中大部分流向了无晶圆厂公司——这些公司是在计算机上创建芯片设计的芯片公司，但没有制造工厂。一些著名的无晶圆厂公司包括英伟达和苹果，这些公司将他们的设计发送给台积电等芯片制造商。随着芯片制造设施的整合，无晶圆厂模式变得流行起来。直到大约 2000 年，许多半导体公司，如 Fairchild、AMD 和摩托罗拉，都拥有自己的制造设施，但随后由于半导体市场的波动和维护这些设施的成本过高而选择放弃。芯片短缺效应近年来的芯片短缺阻碍了包括人工智能芯片制造商在内的许多小型无晶圆厂公司，这些公司无法与 AMD、Nvidia 和苹果等愿意支付溢价以确保批量生产的公司获得晶圆厂产能。芯片短缺主要集中在电源管理和传感器电路等部件上，这些部件的成本在几美分到几美元之间，并且在汽车等行业的需求量很大，这些行业正在向电动汽车过渡。谷歌的“build your silicon”计划提供了如何制造芯片的指导，然后可以将其提交给该公司资助的项目，可以免费制造芯片。“谷歌的愿景是创建一个完整的开源生态系统，”EFabless 的首席执行官Mike Wishart说，该公司促进名为Open MPW的程序接收和验证芯片设计，为Google 及其合作伙伴免费提供软件工具。EFabless 提供了用于芯片设计和验证的开源 EDA 工具，SkyWater 提供了一个工艺设计套件来为制造芯片做准备。专注于设计对于初次和 DIY 芯片设计人员，EFabless 还提供了名为 Caravel 的片上系统，这是“一个巨大的空白用户空间，供人们在其中起草和简化设计。这样他们就可以专注于他们的设计，”Wishart 说。“他们不必费力地穿过传统的半导体生态系统，那里没有足够的人来处理所有设计……而且它太贵或太复杂，”Wishart 说。这些芯片是在 SkyWater 的 130nm 工艺上制造的，这是一个旧节点，类似于英特尔用于制造其 Pentium III 和 2001 年开始发布的的旧节点。一些最先进的芯片，如苹果最新智能手机中的 A15 Bionic，采用最先进的 5 纳米工艺制造。由于制造成本低，小型芯片制造商通常使用旧的工艺节点。这些芯片可用于在更高级节点上生产和发布最终版本之前对芯片版本进行原型制作。林茨约翰内斯开普勒大学的一名参与者使用该程序创建了由学生在课堂上设计的原型芯片。增加定制Tirias Research 的首席分析师Jim McGregor表示，从学术角度来看，谷歌计划以及对于开发自己的芯片的公司来说是有意义的。“几乎每个人都在尝试在平台上设计芯片。我们看到越来越多的芯片定制化，”Jim McGregor说。Jim McGregor表示，谷歌在其云环境中开发了自己的闭源芯片，例如用于 AI 的张量处理单元，但开源计划可能是为了与越来越多的开源芯片设计企业建联系。“这是他们将他们与未来的设计师和芯片联系起来的方式，就像苹果最初向学者出售或赠送个人电脑一样，”他说。Google 是 RISC-V International 的成员，该组织负责 RISC-V 的开发，RISC-V 是一种免费许可的开源芯片架构。RISC-V 架构被视为英特尔和 ARM 芯片架构的竞争对手，但在性能方面尚不具备。“最后发展的结果就是——当定制芯片现成可用时，他们是否有时间或金钱来开发定制芯片，”Jim McGregor说。
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