虚拟芯片将要取代实体芯片

原创/简浩

改变世界的三项核心科技：芯片、软件、互联网。芯片是第三次工业革命的核心产品，是人类实现信息化的关键、核心、上游的高端科技。芯片也就是集成电路，就是把很多晶体三极管集成一起，具有专用功能的半导体电路模块，既减少了电子电路占用空间，又增加了半导体电路的可靠性、稳定性。芯片已成为美国支撑科技竞争的核心产品。

现在，世界各种用途的实体芯片至少有5万种，又加上同类芯片而不同厂家的芯片至少有15万种芯片，随着功能、品种、发展的需要，芯片的数量、种类、用途还在飞速增加，摩尔定律几乎走向尽头。

于是，造成芯片产业三大压力：

一是芯片生产数量与市场需求不断加大，世界使用芯片的数量，三分之二在中国。

二是芯片原材料逐渐紧缺，价格上涨，芯片成本不断增加。

三是同时芯片材料浪费严重，产生大量的电子垃圾、有害垃圾。

虚拟芯片取代实体芯片将是一场芯片革命、信息革命。当今世界，迫切需要芯片革命，就是由实体芯片向虚拟芯片转变。

虚拟芯片取代实体芯片将会颠覆芯片产业：1、实体芯片代工产业链将会很快萎缩；2、可以节约大量实体芯片原材料；3、可以减少大量电子垃圾；4、提升信息数据运算速度；5、将会带来芯片产业洗牌、芯片产业重组、芯片产业革命、软件产业革命；6、实体芯片的光刻等设备的生产与使用将会大量减少；7、将会明显减少美国用芯片技术卡中国企业的压力；8、有利提升量子计算技术；9、将会减少实体芯片生产的大量投资；10、将会改变信息产业和信息终端产品的开发与发展。

虚拟芯片的优势。我认为，使用虚拟软件的灵活比特，就可构成各种各样的数字芯片、模拟芯片、射频芯片、控制芯片、音频芯片、逻辑芯片、转换芯片、接口芯片及其它专用芯片、功能芯片、新生芯片，从而取代大量芯片与半导体零部件，仅用CPU、操作系统、控制系统，就可安装各种代替芯片功能的软件。

虚拟芯片取代实体芯片的技术路线：

——编写构建虚拟晶体管软件模块。实体晶体管三大功能：饱和、放大、截止。CPU、数字电路和脉冲电路，就是利用晶体管特有的两大功能即饱和、截止来实现，即输出（Vout）：饱和=1、高电平、满电压，截止=0、低电平、没电压。软件逻辑运算程序也可模拟晶体管的饱和、截止两功能，而放大功能则可调用专用的数字电位器软件模块来实现数字化。

——虚拟晶体管软件模块灵活多用。实体芯片中的一个晶体三极管在构成电路时，都是死的，一个只能当一个用，而晶体管软件模块可以灵活多用，可以调用无数次，因此，可以节省很多晶体管软件模块。

——虚拟晶体管软件模块可以构成多种电路功能的虚拟芯片模块。使晶体管软件模块与多种电路功能的软件模块，随时根据需要，进行虚拟晶体管模块软件的交叉、调用、组合、重组，使虚拟芯片的电路功能、运算功能、模拟功能、控制功能、输出功能、转换功能更强大。比如可以构成：双稳态触发器软件模块、运算放大器软件模块、各种运算逻辑的软件模块、各种芯片架构的软件模块等。

——每一个现有的专用实体芯片都可以用一软件模块取代。构成芯片软件模块取代实体芯片的小软件模块，还可标注沿用各种实体芯片的名称，方便续写程序的交叉、调用、组合、重组、运算。

——每一个虚拟晶体管软件模块和构成的软件芯片都还需要标记：输入（Vin）、输出（Vout）等功能，便于智能检索、交叉、调用、组合、重组、运算，便于编程人的记忆、查找、更新、升级。

——构成众多备用模拟芯片软件功能的电路模块、芯片模块、功能模块。模块化软件芯片，方便大规模编程、使用、调用、组合、重组、运算，从而简化编程繁锁。

——目前的实体CPU可增加少量高频、超高频的实体射频晶体管，方便特殊射频芯片软件的需要调用。

——量子算法、AI算法、神经网络算法的的大规模晶体管软件模块将会应运而生。更快、更高效的算法架构，将会使虚拟芯片更具应用前景、扩展前景、开发前景。

——芯片终端和信息终端产品的变革。手机、笔记本等芯片终端和信息终端产品，马上要被云电脑取代，装在口袋里的“云脑”功能非常强大，若接口插入大屏就是大电脑。云脑安装入驻的软件有云手机、云社交、云支付、云办公、云设计、云物联、云教育、云购销，还可节省大量电子材料。用最佳匹配的数据云端与信息终端、民族品牌与民族产品，引领未来信息新时代。

总之，虚拟芯片取代实体芯片将是一场颠覆性的芯片革命，将会带来新的编程语言、算法语言、逻辑语言的革命，将是芯片、软件与编程三者融合的新生事物。虚拟芯片取代实体芯片，有很多编程技巧，有大量工作要做，特别是模块源代码的共创、共享，让更多未来的软件业、芯片业得到简化、融合、发展、推广。

（E-mail：jh070115@163.com）2020/11/16