據(jù)報(bào)道，為鼓勵本土企業(yè)參與自給自足的半導(dǎo)體競賽，印度已經(jīng)發(fā)起了一個全國性的項(xiàng)目，以推動 RISC-V 微處理器的自主研發(fā)。其希望相關(guān)技術(shù)能夠最終替代進(jìn)口零部件，并用于制造推向世界各地的大批量產(chǎn)品。組織方表示，印度致力于實(shí)現(xiàn)芯片領(lǐng)域的廣泛自主，以滿足從監(jiān)控、運(yùn)輸、環(huán)境狀況監(jiān)測等公共事業(yè)服務(wù)，到智能風(fēng)扇、門鎖、洗衣機(jī)等日常用品的需求保障。
據(jù)悉，這項(xiàng)全國性的競賽呼吁初創(chuàng)企業(yè)和學(xué)生們使用自主開發(fā)的 CPU 內(nèi)核，來構(gòu)建提議中的 25 類設(shè)備，包括物聯(lián)網(wǎng)小工具、無人機(jī)、機(jī)器人、甚至煤氣管道的泄露監(jiān)測器。
主辦方立薦的兩類自研微處理器設(shè)計(jì)，包括印度馬德拉斯技術(shù)學(xué)院的 Shakti（包括 32-bit E-Class 和 64-bit C-Class），以及先進(jìn)計(jì)算開發(fā)中心的 64-bit Vega 微處理器。
兩者都基于開源、免版稅的 RISC-V 指令集體系架構(gòu)，其中 Shakti 有六個衍生版本，面向從嵌入式應(yīng)用程序、到服務(wù)器、甚至高性能計(jì)算（HPC）等領(lǐng)域。
在十個月的時(shí)間里，有希望的競賽參與者將可領(lǐng)取 Artix7-35T / Artix7-100T FPGA 開發(fā)板，以便在軟核心上運(yùn)行他們自創(chuàng)的處理器設(shè)計(jì)。
印度官員表示，此舉有助于該國的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造能力，為芯片自給自足的長期愿景奠定生態(tài)基礎(chǔ)。
印度的第一個處理器：Shakti
在上文提到的Shakti，就是印度的第一個處理器，這是由印度政府位于昌迪加爾市的半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室制造（180nm 制程），另有英特爾代工廠的 22nm 制程可供使用。至于 Vega，亦有五個衍生版本可供選擇。數(shù)據(jù)顯示，Shakti處理器規(guī)劃了6個不同系列，并各自針對不同的市場，印度方面宣稱該處理器在核心面積、性能、功耗等方面都很有競爭力。
其中，E系列針對IoT物聯(lián)網(wǎng)，機(jī)器人等方面定制優(yōu)化；C系列針對微型的控制器應(yīng)用，核心頻率200MHz-1GHz；I系列核心頻率1.5-2.5GHz，支持多線程，面向移動、存儲、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，也是主打嵌入式；M系列的對象則是主流的消費(fèi)級市場，八核心的處理器針對用戶的日常使用所打造；S系列則針對工作站和服務(wù)器，可以看做是I系列的增強(qiáng)版本，在性能上有一定的提升；最后是H系列用于高性能的場景運(yùn)算，也是其中性能最突出，可選四級緩存，支持Gen-Z Fabric互連總線、存儲級內(nèi)存。
E系列針對IoT物聯(lián)網(wǎng)，機(jī)器人等方面定制優(yōu)化；C系列針對微型的控制器應(yīng)用，核心頻率200MHz-1GHz；I系列核心頻率1.5-2.5GHz，支持多線程，面向移動、存儲、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，也是主打嵌入式；M系列的對象則是主流的消費(fèi)級市場，八核心的處理器針對用戶的日常使用所打造；S系列則針對工作站和服務(wù)器，可以看做是I系列的增強(qiáng)版本，在性能上有一定的提升；最后是H系列用于高性能的場景運(yùn)算，也是其中性能最突出，可選四級緩存，支持Gen-Z Fabric互連總線、存儲級內(nèi)存。
Shakti處理器將針對各個行業(yè)深度優(yōu)化，在專業(yè)，企業(yè)和個人中找到差別，并推出適合用戶的處理器，這樣的方式無疑很節(jié)省資源，節(jié)省效率以提高性能。
RISC-V已成為印度的國家指令集
早前，印度將RISC-V列為國家指令集，包云崗老師曾在一篇文章中寫道，2011年印度開始實(shí)施處理器戰(zhàn)略計(jì)劃，在全國范圍資助2-3個研制處理器的項(xiàng)目。印度理工學(xué)院馬德拉斯分校（Indian Institute of Technology，Madras）的G. S. Madhusudan與V. Kamakoti教授在該計(jì)劃支持下啟動了SHAKTI處理器項(xiàng)目，目標(biāo)是研制與IBM PowerPC兼容的處理器。為了獲得合法授權(quán)，SHAKTI項(xiàng)目組與IBM開展了合作談判，但始終未能達(dá)成一致。
與此同時(shí)，加州大學(xué)伯克利分校推出了一套開放指令集RISC-V，其原型芯片也于2013年1月成功流片。于是2013年SHAKTI項(xiàng)目組毅然放棄PowerPC，全面擁抱RISC-V——將項(xiàng)目目標(biāo)調(diào)整為研制6款基于RISC-V指令集的開源處理器核，涵蓋了32位的單核微控制器、64核64位高性能處理器和安全處理器等多個應(yīng)用領(lǐng)域。
項(xiàng)目目標(biāo)的臨時(shí)調(diào)整不僅未受到指責(zé)，反而得到了政府更大力度的支持，調(diào)整后的SHAKTI項(xiàng)目獲得了9000萬美元的經(jīng)費(fèi)支持[2]。另一邊，2016年1月，曾長期開展超級計(jì)算機(jī)研究的先進(jìn)計(jì)算發(fā)展中心（Centre for Development of Advanced Computing，C-DAC）獲得印度電子信息技術(shù)部4500萬美元的資助，目標(biāo)研制一款基于RISC-V指令集的2GHz四核處理器。
在印度政府支持的另一個關(guān)于神經(jīng)形態(tài)加速器（neuromorphic accelerator）項(xiàng)目中，也將RISC-V作為計(jì)算主核心。過去幾年，隨著印度政府資助的處理器相關(guān)項(xiàng)目都開始向RISC-V靠攏，力出一孔，RISC-V成為了印度的事實(shí)國家指令集。
印度芯片產(chǎn)業(yè)的最大缺失：晶圓廠
盡管印度在芯片設(shè)計(jì)和電子制造方面做得不錯，但長期以來在設(shè)置半導(dǎo)體晶圓制造（FAB）裝置方面一直面臨挑戰(zhàn)。
數(shù)字時(shí)代推動了世界以前所未有的規(guī)模消費(fèi)電子產(chǎn)品。2019年，全球個人計(jì)算機(jī)，平板電腦和移動電話的出貨量總計(jì)22億部。所有這些小工具都需要半導(dǎo)體芯片才能正常工作，很明顯，這些芯片生產(chǎn)量大的經(jīng)濟(jì)體在增強(qiáng)功能方面受益最大。美國，日本，韓國，中國，新加坡等都是半導(dǎo)體芯片的大型生產(chǎn)國，并且在全球經(jīng)濟(jì)中擁有強(qiáng)大的立足點(diǎn)。
但另一個人口大國印度，卻在當(dāng)中有所缺失。
盡管印度在芯片設(shè)計(jì)和電子制造方面做得不錯，但長期以來在印度設(shè)立半導(dǎo)體晶圓制造（FAB）部門一直面臨挑戰(zhàn)。這是由于多種因素造成的，當(dāng)中不僅包括該國缺乏基礎(chǔ)設(shè)施和熟練勞動力，另外與中國和越南等鄰國競爭也很困難，這些鄰國由于具有更高的成本效益而成為全球芯片制造商的首選目的地。基于這些原因，英特爾在2014年表示，對在印度開始生產(chǎn)沒有任何興趣。
但該國的私人公司曾試圖在這里建立半導(dǎo)體晶圓廠：
印度工業(yè)半導(dǎo)體制造公司（HSMC）是由ST Microelectronics和Silterra Malaysia組成的公司財(cái)團(tuán)，其目標(biāo)是在古吉拉特邦啟動啟動芯片制造廠，該項(xiàng)目價(jià)值300億盧比。但政府于2019年取消了授予HSMC的意向書，原因是該財(cái)團(tuán)無法提交政府要求的建立半導(dǎo)體晶圓制造（FAB）部門所需的文件。雖然HSMC得到了AMD的支持，并且還從總部位于孟買的Next Orbit Ventures獲得了70億盧比的資金。現(xiàn)在沒有任何私人公司提出啟動此類項(xiàng)目的提議。
然后是由Jaiprakash Associates牽頭的另一個財(cái)團(tuán)，該財(cái)團(tuán)與IBM和以色列的Tower Semiconductor合作，開始在UP進(jìn)行芯片制造。2016年，負(fù)債累累的Jaiprakash（JP）Associates撤出了340億盧比的資金。如果政府批準(zhǔn)的僅有兩個私營部門財(cái)團(tuán)無法在該國建立大規(guī)模芯片制造廠，那么這肯定是一個糟糕的指標(biāo)，這也說明了印度在這一領(lǐng)域落后的原因。
全球有170多家半導(dǎo)體制造廠。每家工廠的成本超過10億美元，很容易達(dá)到3-4億美元。舉個例子，2014年，三星在其新的存儲芯片工廠上花費(fèi)了147億美元。而半導(dǎo)體工廠中央部分的要求極其復(fù)雜：
1.公司必須消除所有粉塵，溫度和濕度的控制，以減少靜電，減少振動。
2.用于不同工藝（例如光刻，蝕刻，清潔，摻雜和切塊）的機(jī)器價(jià)格從70萬美元到400萬美元不等，每個晶圓步進(jìn)機(jī)（stepper）的價(jià)格也高達(dá)五百萬美元。一個工廠需要數(shù)百臺機(jī)器。
3.這種工廠的資本折舊可以占制造成本的50-80％。
現(xiàn)在，假設(shè)印度想建造這種工廠。顯然，第一家工廠的最低成本為147億美元（與三星相同）= 10,06,14,15,00,000 INR = 1000億印度盧比。
而看印度企業(yè)的市值，信實(shí)工業(yè)有限公司（RIL）是排名最高的印度公司，也僅僅值712億美元；SBI的總權(quán)益為320億美元。印度石油的總收入為610億美元。
而對于美國整個半導(dǎo)體行業(yè)，潔凈室的電力需求估計(jì)為3500 MW，每年的消耗量超過15,000吉瓦時(shí)。
不惜任何代價(jià)。沒有印度公司可以冒險(xiǎn)。此外，由于基礎(chǔ)設(shè)施差，工人少和電力問題，外國公司無法投資。
顯然，在印度成為半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域的主導(dǎo)者方面，人才不缺乏。然而，該國一直在努力尋找建立大規(guī)模生產(chǎn)所需的晶圓廠的方法。現(xiàn)在，隨著對電子產(chǎn)品需求的增長，印度已成為半導(dǎo)體芯片的大型凈進(jìn)口國。
實(shí)際上，專家說，印度在半導(dǎo)體進(jìn)口上的支出比在石油上的支出更多。減少對芯片進(jìn)口的依賴的方法是在國內(nèi)建立半導(dǎo)體制造部門。在這里，政府需要確保有適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施并進(jìn)行投資，以便可以創(chuàng)建可擴(kuò)展的制造部門。我們還需要審視中國在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)并吸取教訓(xùn)。