چگونه یک کشور در حال توسعه می‌تواند صنعت GPU/CPU بومی خود را از صفر بسازد؟
🏗️ چگونه یک کشور در حال توسعه می‌تواند صنعت GPU/CPU بومی خود را از صفر بسازد؟
🎯 چشم‌انداز نهایی:
طراحی و ساخت تراشه‌های پردازشی بومی (GPU و CPU) در بازه زمانی ۱۰ تا ۱۵ ساله با قابلیت رقابت حداقلی، بدون وابستگی به شرکت‌های غربی.
🧩 فاز 1: زیرساخت آموزشی و انسانی (سال‌های 1 تا 4)
🎓 اهداف:
تربیت نیروی متخصص در طراحی دیجیتال، معماری کامپیوتر، VLSI و سیستم‌های نهفته.
تشکیل هسته‌های علمی و فنی در دانشگاه‌ها.
✅ اقدامات کلیدی:
| اقدام | توضیح |
|---|---|
| ایجاد رشته و گرایش تخصصی "طراحی تراشه" | در قالب رشته «معماری کامپیوتر» یا «VLSI Design» |
| حمایت از پایان‌نامه‌ها در FPGA/CPU | موضوعاتی مثل طراحی CPU ساده، GPU کوچک، حافظه، کش، ALU |
| فرستادن نخبگان به دانشگاه‌های برتر جهان | با شرط بازگشت و ایجاد دانش در داخل کشور |
| ایجاد قطب‌های دانشگاهی با همکاری صنعت | شبیه‌سازی تراشه، طراحی روی FPGA، استفاده از نرم‌افزارهایی مثل ModelSim، Vivado، Cadence، Synopsys |
🧠 فاز 2: شروع عملیاتی با طراحی‌های ساده و نمونه‌سازی (سال‌های 3 تا 7)
🎯 اهداف:
تولید نمونه CPU/GPUهای ساده روی FPGA یا ASIC ساده
راه‌اندازی شرکت‌های دانش‌بنیان کوچک برای طراحی IP Core
✅ اقدامات کلیدی:
| اقدام | توضیح |
|---|---|
| طراحی CPU ساده RISC-V روی FPGA | اولین قدم برای درک معماری و پیاده‌سازی واقعی |
| طراحی واحدهای ALU، FPU، حافظه کش | به‌عنوان بلوک‌های قابل استفاده در پروژه‌های بعدی |
| طراحی GPU کوچک (مثلاً 16 هسته موازی ساده) | فقط برای کارهای گرافیکی سبک یا تست |
| راه‌اندازی شرکت‌های طراحی IP | تولید IP Core برای CPU/GPU به‌صورت بازاری یا بومی |
| ورود به open-source (مثل OpenRISC, OpenFPGA, LibreGPU) | برای یادگیری و تسریع طراحی |
🏭 فاز 3: طراحی تراشه واقعی و همکاری با فب‌های خارجی (سال‌های 5 تا 10)
🎯 اهداف:
ساخت اولین تراشه بومی با استفاده از کارخانه‌های خارجی (مثل TSMC یا SMIC)
استفاده صنعتی محدود (در محصولات داخل کشور)
✅ اقدامات کلیدی:
| اقدام | توضیح |
|---|---|
| Tapeout اولین تراشه واقعی | با استفاده از طراحی قبلی و فب خارجی (در گره‌های 28nm یا 14nm) |
| ایجاد نرم‌افزارهای درایور و SDK بومی | تعامل سخت‌افزار با سیستم‌عامل |
| کاربرد در دستگاه‌های نظامی، صنعتی یا آموزشی | برای تست و اصلاح طراحی |
| ایجاد زنجیره بومی طراحی → شبیه‌سازی → پیاده‌سازی | تیم‌های تخصصی برای مراحل مختلف |
🧰 فاز 4: بومی‌سازی ابزار و زیرساخت تولید (سال‌های 7 تا 15)
🎯 اهداف:
ایجاد کارخانه کوچک تولید تراشه (در گره‌های نه‌چندان پیشرفته)
کاهش وابستگی به غرب
✅ اقدامات کلیدی:
| اقدام | توضیح |
|---|---|
| خرید یا ساخت دستگاه‌های نیمه‌رسانا ساده | در گره‌های 90nm، 65nm، یا حتی 28nm |
| همکاری با چین، روسیه یا هند | برای انتقال فناوری ساخت تراشه |
| ساخت ابزارهای EDA بومی (EDA = Electronic Design Automation) | جایگزین Cadence, Synopsys در داخل کشور |
| آموزش اپراتورهای فب، شیمی‌دانان مواد، فیزیکدانان نیمه‌هادی | برای تکمیل زنجیره تولید |
💡 ابزارهای باز برای شروع:
| ابزار | کاربرد |
|---|---|
| Verilog / VHDL | طراحی سخت‌افزار |
| QEMU, Ripes, RARS | شبیه‌ساز معماری CPU |
| Chisel, SpinalHDL | طراحی ماژولار پیشرفته برای CPU |
| OpenRISC, RISC-V cores (Rocket, PicoRV) | برای شروع طراحی رایگان CPU |
| Nyuzi GPU (Open Source GPU) | برای یادگیری معماری GPU |
| Vivado / Quartus (FPGA IDE) | شبیه‌سازی و پیاده‌سازی روی FPGA |
🧭 فاز نهایی: رقابت در سطح جهانی (سال‌های 12 تا 20)
🎯 اهداف:
ورود به بازار منطقه‌ای (خاورمیانه، آسیا)
طراحی GPU با کاربردهای خاص (AI، صنعتی، embedded)
✅ اقدامات ممکن:
تولید چیپ برای خودروهای هوشمند، رباتیک، AI inference
ساخت تراشه‌های گرافیکی سبک برای گوشی و سیستم‌های صنعتی
تولید شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی داخلی
💬 جمع‌بندی:
✅ یک کشور در حال توسعه می‌تونه طی یک مسیر واقع‌گرایانه در 10–15 سال به دانش و توان طراحی GPU/CPU دست پیدا کنه اگر:
آموزش عالی، پژوهش، صنعت و دولت با هم هماهنگ باشند
روی گام‌های کوچک اما پیوسته تمرکز کنه (از FPGA تا Tapeout واقعی)
نخبگان و متخصصان حفظ و حمایت شوند
تحریم‌ها را با طراحی باز و همکاری‌های استراتژیک دور بزنه
