從知識平臺角度重新認識集成電路
如今在IT領域計算機領域電子技術相關領域中幾乎所有的電子系統都無一例外地以半導體集成電路為基礎人們對此習以為常從未認真考慮半導體集成電路對人類文明發展的巨大影響力而這種影響力堪比語言文字紙張印刷術對人類文明發展的影響它表現為半導體集成電路知識平臺的歸一化知識成果和知識行為集成效應因此人們應從知識平臺角度重新認識半導體集成電路
1知識平臺的基本概念
人類沒有知識的遺傳性狀今天人們所創造出的知識成果都是在前人知識成果基礎上的再創造一些偉大的科學家在談及自己的科學成就時會謙稱自己是站在巨人的肩膀之上巨人的肩膀就是一種原始的知識平臺觀念然而這種原始知識平臺只是一些前人的開放性知識成果只有專家學者才能使用例如人們要在一個產品系統中添加日歷時鐘功能時必須了解日歷時鐘的知識原理電路結構和電路設計方法在此基礎上設計日歷時鐘單元電路
設想一下如果能夠通過外部載體遺傳人類知識成果人們便無需了解知識成果內容就能實現知識成果應用這個載體便是知識平臺知識平臺的知識成果遺傳特征使人類可以不斷丟棄原有知識成果實現知識成果的傻瓜化應用半導體集成電路就是這樣一個知識平臺例如有了日歷時鐘芯片人們在一個產品系統中添加日歷時鐘功能時就不必了解日歷時鐘的知識原理電路結構也不需要設計日歷時鐘電路只要購買日歷時鐘芯片連接到產品系統中20世紀60年代16位模數轉換電路屬國家級科研課題如今任何一位電子系統工程師都可以方便地買到這樣的模數轉換集成電路不必了解模數轉換原理與電路結構只需了解其輸入/輸出特性就能在系統電路中實現16位模數轉換
2集成電路知識平臺的技術基礎
集成電路是20世紀人類最偉大的發明之一榮獲了兩個諾貝爾物理學獎獲1956年諾貝爾物理學獎的半導體晶體管以及獲2000年諾貝爾物理學獎的集成電路紙張可以積累與傳承人類的知識成果但沒有知識行為能力必須依靠專家學者來實現知識成果的應用半導體集成電路不僅集成了人類知識成果還實現了知識成果的應用具有知識行為能力例如文獻中的模數轉換器可以有詳盡的模數轉換原理模數轉換電路結構電路設計制作方法卻沒有模數轉換能力;模數轉換集成電路中不僅含有轉換原理電路結構電路設計制作方法還具有模數轉換的知識行為能力集成電路中的知識成果與知識行為能力會不斷積累與疊加形成了集成電路的知識成果遺傳性狀
半導體集成電路中知識成果遺傳性狀的技術基礎是歸一化的時空量子化歸一化的空間量子是01開關狀態的晶體管顆粒;歸一化的時間量子是半導體電路中的時序狀態包括晶體管的翻轉時序數字電路的脈沖時序微處理器中的指令時序等
歸一化的空間量子載體可以將人類知識成果以數字化文件方式存儲可以將電路知識成果轉化成歸一化器件;歸一化的時間量子進程賦予集成電路知識行為能力集成電路基于外部電氣特性的歸一化應用特征使集成電路具備了積木特性在集成電路的不斷進化中可以用傻瓜化的方式構建起龐大的產品系統目前這種歸一化應用特性滲透到集成電路設計中形成了基于IP核的積木式設計方法
3知識平臺基本特性
知識平臺是人類知識成果的物化形態其中集成了人類知識成果與知識行為知識平臺的基本特性有遺傳性歸一性行為性分離性黑箱性黑洞性商品性傻瓜性扇出性
1遺傳性
遺傳性是指集成電路中所隱含的知識成果與知識行為可以原封不動地保留到下一代集成電路中并繼續發揮作用例如脈沖計數器中有數字邏輯門電路與門電路的邏輯處理能力;定時器日歷時鐘芯片中繼承了脈沖計數器的知識成果與知識行為;許多SoC產品系統中有現成的日歷時鐘內核從邏輯門電路脈沖計數器定時器日歷時鐘芯片到SoC產品系統中的日歷時鐘功能設置清晰地展示出集成電路的遺傳性狀這種遺傳性狀決定了人類可以傻瓜化地使用前人的知識成果迄今為止所有半導體集成電路中都保留晶體管顆粒及01的靜動態遺傳因子當出現遺傳變異時晶體管顆粒材料會改變而01狀態的靜動態遺傳因子不變
2歸一性
歸一性是指所有集成電路中的知識集成都是在相同介質材料相同結構相同工藝相同封裝基礎上的歸一化數字集成人類的其他任何一類工具都不可能實現如此的歸一化知識集成同樣是稱重用的秤依照虎克定律制成的彈簧秤與用杠桿原理制成的桿秤沒有任何相同之處
3行為性
行為性是指集成電路具有知識行為能力脈沖計數器可以自動完成脈沖計數行為;模數轉換器可以自動將模擬信號轉換成數字信號人類的其他工具除八音盒自鳴鐘等自動工具外都沒有知識行為能力桿秤的稱重行為必須由使用者來實現;電子秤可以實現自動稱重行為因為它的核心單元是半導體集成電路
4黑箱性
黑箱性是指集成電路中知識成果的屏蔽效應人們無法窺視集成電路中的知識成果知識成果也無法轉移到使用者手中所有集成電路都有相同或相似的外形人們只能從芯片標識上辨認出不同的集成電路相反在傳統工具中人們可以從外形來區分不同工具并且可以判別工具中集成的知識成果例如人們可以從外形上區別桿秤與彈簧秤也可以看出它們的知識原理分別是杠桿原理和虎克定律
5分離性
分離性是指集成電路設計與集成電路應用的徹底分離它們體現了知識創新與創新知識應用的徹底分離這種徹底分離體現在人員的徹底分離和產業的徹底分離從事半導體產業的人員和廠家不從事半導體應用從事半導體應用的人員和廠家則不從事半導體器件開發即使一些從事半導體應用的廠家轉而從事半導體器件開發這時他們必然會放棄半導體器件應用這與IT行業的扇形產業結構有關
6黑洞性
黑洞性是指集成電路中知識成果的無限擴展特性隨著集成度的不斷提高集成電路中的知識成果不斷富集早期的模數轉換器只能完成模擬信號到數字信號的轉換后來不斷將模擬信號極性判別可控增益放大信號濾波等知識成果集成進去形成了知識的黑洞效應由于集成電路的黑洞性IT產品的更新換代任務必然轉移到集成電路產業部門例如VCD/DVD產品的更新換代與VCD/DVD機生產廠家無關而必須依靠半導體廠家
7商品性
商品性是指集成電路是一種物化形態的商品化知識成果
｜此前人類的知識成果以文字記述方式表達為了保證知識成果創造者的利益將文字記述的知識成果申請專利尋求專利法保護當集成電路直接將知識成果物化成商品后知識成果利益份額便攤派到商品的成本之中這就可以在不申請專利的情況下確保知識成果的利益由于集成電路的黑箱性半導體廠家售出集成電路后沒有出現知識成果轉移為客戶提供的成套技術方案不過是知識商品的售后服務內容
8傻瓜性
傻瓜性是指不必了解集成電路中的知識原理就能實現知識成果的應用人們使用書本上和專利中的知識成果時必須有學習消化吸收與制作的過程例如用購買專利的辦法在系統電路中添加日歷時鐘時要弄清日歷時鐘原理與制作方法設計相應的電路有了日歷時鐘的集成電路則只需購買日歷時鐘芯片按照廠家的使用手冊就能實現傻瓜化的應用
9扇出性
扇出性是指一項知識成果一旦轉化為集成電路后就可以迅速地為所有人使用這是集成電路黑箱性傻瓜性商品性的綜合效應黑箱性有效地實現了知識成果保護使知識成果保護繞過專利化途徑迅速實現知識成果的應用;傻瓜性保證了知識成果應用能夠普及到所有人群之中;作為一般化商品集成電路可以迅速地在全球范圍內流通知識成果應用不再為專家工程師技術人員所專有理論上講世界上只要有一個團隊創造出一項知識成果轉化成集成電路后就可供全球范圍的應用所需
雖然上述這些持性是從半導體集成電路中提取出來的但這些特性不僅反映在半導體集成電路中也普遍存在于計算機軟件之中集成電路與計算機軟件是兩種典型的知識平臺知識成果的物化方式不盡相同基本特性完全一樣
4從知識平臺角度解析IT產業現象
知識平臺誕生后使原有的資本經濟出現根本性變革這些根本化變革首先出現在IT產業中隨著IT產業的全面擴展這些變革會擴展到整個社會經濟領域人們便從資本經濟時代進入知識經濟時代
1IT行業的產業分工
由于知識平臺的分離性導致知識創新與創新知識應用徹底分離知識平臺的商品化為知識創新找到了最佳出路為此知識創新者不再從事知識成果的直接應用而是轉化成知識平臺商品;知識成果應用者不從事知識創新而是在知識平臺基礎上實現知識成果的最終應用這樣一來知識經濟時代的IT行業中便出現兩大產業即產生知識平臺產業與知識平臺應用產業的社會分工
2IT行業的扇形產業結構
資本經濟時代電子技術行業中盛行的是一體化封閉式企業行業中的每個企業都有從知識創新到創新知識應用的產品研發團隊每個企業的創新知識成果只應用在本企業的產品中所有企業都在進行大量的重復工作然而當集成電路發展到產品知識平臺時開始出現了行業中的產品分工半導體廠家從事知識創新并將創新知識成果轉化成SoC或集成電路套件產品知識平臺;整機廠家購買SoC或集成電路套件并在半導體廠家提供的成套技術方案基礎上實現最終產品的生產一個廠家的產品知識平臺可供許多廠家使用形成了行業中的扇形產業結構早期的PC機產業VCD產業如此當今的手機產業也將步其后塵
3扇形產業的游戲規則
由于知識平臺的黑箱性黑洞性在扇形產業鏈中雄居扇端的半導體廠家處于技術壟斷與駕馭地位產業結構中的所有企業共享一個利潤大蛋糕并按照知識成果投入的比例分割處于扇沿的最終產品生產廠家由于知識成果投入少直接面對消費品的市場競爭生存環境最為惡劣因此力爭上游不做下家給下家保留利潤空間是扇形產業生態系統中的基本游戲規則
4扇形產業的山寨化基因
知識平臺的分離性黑箱性黑洞性形成了扇形產業生態系統中的山寨化基因當一個產品的技術成果走向成熟階段必然尋求產品中軟硬件的最大化的系統集成系統集成后的產品平臺距最終產品只有一步之遙任何一個廠家都可以在產品平臺基礎上實現最終產品的傻瓜化或組裝化生產知識平臺的商品特性與山寨化基因形成了IT產業的全球化趨勢任何一個先進的經濟體都會固守知識平臺產業并將最終的知識平臺應用產業轉移到第三世界或落后地區以尋求最低的制造成本
結語
人類沒有知識與知識行為的遺傳性狀語言出現后人類知識可以依賴語言方式的口頭傳承;文字紙張發明后人類知識依靠外部文字典籍的方式傳承與積累;半導體集成電路出現后實現了知識與知識行為集成的外部傳承與積累半導體集成電路的歸一化知識與知識行為集成是一種典型的知識與知識行為的遺傳現象稱之為知識平臺了解知識平臺的基本特性有助于解析知識經濟時代諸多的社會現象經濟現象產業現象
