集成電路知識(shí)平臺(tái)與山寨現(xiàn)象
20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一是半導(dǎo)體集成電路。半導(dǎo)體集成電路有兩個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)成果,一個(gè)是獲1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的半導(dǎo)體晶體管,另一個(gè)是獲2000年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的集成電路。1958年德州儀器公司研究人員基爾比發(fā)現(xiàn),可以將原先由各種分立元件構(gòu)成的電路,以晶體管的歸一化方式集成在半導(dǎo)體基體上。這樣一來,原先由電子工程師擔(dān)負(fù)的電路設(shè)計(jì)和制造任務(wù),便轉(zhuǎn)移到IC設(shè)計(jì)部門,電子工程師可以“傻瓜化”地使用集成電路。當(dāng)集成電路進(jìn)入SoC或成套芯片的IT產(chǎn)品平臺(tái)時(shí),IT產(chǎn)品的最終生產(chǎn)領(lǐng)域便進(jìn)入傻瓜化產(chǎn)業(yè)時(shí)代,即山寨產(chǎn)業(yè)時(shí)代。
集成電路的知識(shí)集成與知識(shí)平臺(tái)
集成電路的知識(shí)成果與知識(shí)行為集成,使知識(shí)成果與知識(shí)成果應(yīng)用徹底分離,形成了電子技術(shù)領(lǐng)域的山寨化基因。所有使用集成電路的工程師都不必過問芯片中的知識(shí)成果,一個(gè)普通的電子工程師可以傻瓜化地實(shí)現(xiàn)過去必須由高級電子技術(shù)專家才能完成的電子設(shè)計(jì)任務(wù),這就是集成電路誕生后的傻瓜化或山寨化應(yīng)用現(xiàn)象。
(1)知識(shí)成果與知識(shí)行為集成
集成電路誕生前,電子工程師在形形色色的分立電子元器件基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)與制作電路,來實(shí)現(xiàn)電路技術(shù)成果的創(chuàng)新與應(yīng)用。集成電路誕生后,集成電路設(shè)計(jì)者將許多成熟的電路技術(shù)成果轉(zhuǎn)化成集成電路。電子工程師使用這些集成電路進(jìn)行更高層次的應(yīng)用時(shí),不再需要了解集成電路中的知識(shí)成果,這就是集成電路的知識(shí)平臺(tái)概念。
當(dāng)基本的數(shù)字邏輯集成電路出現(xiàn)后,電子工程師用“與”、“或”、“非”等邏輯集成電路創(chuàng)造出脈沖計(jì)數(shù)器電路時(shí),并不需要了解數(shù)字邏輯集成電路的工作原理。當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、振蕩器集成電路出現(xiàn)后,電子工程師只要了解這些集成電路的外部特性與使用方法,就可以構(gòu)成一個(gè)日歷時(shí)鐘。
集成電路中不僅集成有電路的知識(shí)成果,還集成了電路的知識(shí)行為。例如,脈沖計(jì)數(shù)器集成電路中,有脈沖計(jì)數(shù)電路知識(shí)成果,還具備脈沖計(jì)數(shù)的行為能力。給脈沖計(jì)數(shù)器加電,就能對外部脈沖計(jì)數(shù),并將計(jì)數(shù)結(jié)果以電平高低狀態(tài)呈現(xiàn)在外部引腳上。這種知識(shí)行為能力,使集成電路成為構(gòu)成系統(tǒng)電路的基本功能模塊。例如,當(dāng)人們給手機(jī)設(shè)計(jì)日歷時(shí)鐘功能時(shí),不再需要重新設(shè)計(jì)與制作日歷時(shí)鐘電路,只要添加一個(gè)日歷時(shí)鐘芯片,或集成一個(gè)相應(yīng)的IP內(nèi)核。
(2)集成電路知識(shí)平臺(tái)的基本特性
集成電路中集成了人類已有的知識(shí)成果,人們使用集成電路時(shí)不再需要了解這些知識(shí)成果,就能在這些知識(shí)成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行新領(lǐng)域的知識(shí)探索。因此,集成電路是一個(gè)典型的知識(shí)平臺(tái)。集成電路知識(shí)平臺(tái)有分離性、黑箱性、黑洞性、山寨性等特性,其中分離性是最基本的特點(diǎn)。
集成電路的分離性,是指知識(shí)創(chuàng)新與創(chuàng)新知識(shí)應(yīng)用的分離。集成電路誕生前,人們就發(fā)明了日歷時(shí)鐘電路原理,電子工程師必須了解日歷時(shí)鐘原理,才能在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)與制作一個(gè)日歷時(shí)鐘電路。集成電路誕生后,IC設(shè)計(jì)者將日歷時(shí)鐘原理知識(shí)成果轉(zhuǎn)化成日歷時(shí)鐘芯片,電子系統(tǒng)工程師在為手機(jī)設(shè)計(jì)日歷時(shí)鐘功能時(shí),只需添置一個(gè)時(shí)鐘芯片,不再需要了解日歷時(shí)鐘電路原理。
集成電路的黑箱性,是指知識(shí)創(chuàng)新與創(chuàng)新知識(shí)應(yīng)用分離后,集成電路使用者無法了解集成電路中的知識(shí)成果。知識(shí)成果被集成電路制造者所壟斷,不會(huì)產(chǎn)生知識(shí)成果從IC設(shè)計(jì)者到IC使用者的轉(zhuǎn)移。
集成電路的黑洞性,是指隨著集成電路的發(fā)展,集成電路中的電路知識(shí)成果會(huì)無限地集成下去。隨著集成電路中知識(shí)成果的不斷豐富,集成電路使用者的知識(shí)則不斷貧困化。我們可以從門電路、脈沖計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、日歷時(shí)鐘的演變過程中了解集成電路的黑洞性。
集成電路的山寨性,是指集成電路分離性、黑洞性發(fā)展到極致狀態(tài)下的“傻瓜化”應(yīng)用特性。集成電路使用者無需了解芯片中的知識(shí)原理,就能實(shí)現(xiàn)知識(shí)原理的應(yīng)用,在早期的邏輯門電路時(shí)代,系統(tǒng)電路中設(shè)置計(jì)數(shù)功能時(shí),必須在邏輯門電路基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、制作;出現(xiàn)了計(jì)數(shù)器芯片后,系統(tǒng)電路中設(shè)置計(jì)數(shù)功能時(shí),唯一要做的事,就是購置一個(gè)計(jì)數(shù)器芯片,將計(jì)數(shù)器芯片連接到系統(tǒng)電路中。
由VCD引發(fā)的山寨產(chǎn)業(yè)現(xiàn)象
集成電路誕生后,電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)入到“器件解決”時(shí)代。在“器件解決”時(shí)代,電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師從原先基于電路原理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)演變?yōu)榧呻娐坊A(chǔ)上的整合設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)電路中添置某些功能時(shí),不再需要從設(shè)計(jì)電路開始,只要尋找到一個(gè)集成電路芯片就行。如果將山寨行為理解為傻瓜化行為,那么,這種“器件解決”模式便是一種產(chǎn)品研發(fā)中的山寨化行為。
當(dāng)大規(guī)模集成電路出現(xiàn)后,不斷吞食系統(tǒng)電路中的各種功能。半導(dǎo)體商可以輕易地將一個(gè)產(chǎn)品的電路系統(tǒng)集成在一個(gè)或一套芯片之中。VCD機(jī)制造商想要生產(chǎn)這一產(chǎn)品時(shí),只需向半導(dǎo)體商購買VCD套件(VCD機(jī)的產(chǎn)品知識(shí)平臺(tái)),在半導(dǎo)體商售后的技術(shù)支持下,實(shí)現(xiàn)VCD機(jī)的傻瓜化生產(chǎn)。這就是為什么我國一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)可以.在沒有一個(gè)專業(yè)工程師的狀況下,迅速實(shí)現(xiàn)VCD機(jī)的大規(guī)