算力時(shí)代，這20家國產(chǎn)芯企值得關(guān)注！

來源：芯師爺

近日，隨著ChatGPT在全網(wǎng)爆紅，北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局發(fā)布在《2022年北京人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》中明確提出將支持頭部企業(yè)打造對標(biāo)ChatGPT的大模型，著力構(gòu)建開源框架和通用大模型的應(yīng)用生態(tài)。

圖源：OpenAI官網(wǎng)

再綜合近日互聯(lián)網(wǎng)大廠對ChatGPT的跟進(jìn)勢態(tài)：

• 2月2日，微軟宣布旗下所有產(chǎn)品將全線整合ChatGPT能力；

• 2月7日，谷歌跟進(jìn)推出對話式機(jī)器人Bard；

• 2月7日，百度官宣自家類ChatGPT的產(chǎn)品名稱為“文心一言”；

• 2月7日，360披露自家已在內(nèi)部使用這類產(chǎn)品，并計(jì)劃盡快推出類ChatGPT技術(shù)的demo版產(chǎn)品........

不難發(fā)現(xiàn)，ChatGPT爆火，宣告了一個全面的AI時(shí)代到來。而算力作為驅(qū)動AI大模型運(yùn)轉(zhuǎn)的三駕馬車之一，全面AI時(shí)代的到來也意味著一個算力時(shí)代的正式啟幕。

算力時(shí)代，哪些國產(chǎn)芯企值得關(guān)注？本文將從AI芯片三大類別的角度進(jìn)行盤點(diǎn)（以下排名不分次序，如有疏漏，歡迎在留言區(qū)補(bǔ)充）。

01

國產(chǎn)GPU企業(yè)

底層芯片是支撐AI服務(wù)器的硬件基礎(chǔ)。AI服務(wù)器主要由CPU和加速芯片構(gòu)成，其中加速芯片可以是GPU、FPGA或者ASIC。

在AI服務(wù)器中，各個部分各司其職，其中CPU主要負(fù)責(zé)邏輯判斷，任務(wù)調(diào)度與控制等基本計(jì)算任務(wù)；GPU適用于通用并行計(jì)算，能夠?yàn)锳I訓(xùn)練任務(wù)提供更高算力；FPGA具有低延時(shí)，開發(fā)周期短等特性，可用于AI推理任務(wù)等；ASIC與通用集成電路相比功耗更低性能更優(yōu)，可用于針對AI訓(xùn)練任務(wù)設(shè)定特定框架。

圖源：浙商證券研究所

如今大規(guī)模商業(yè)運(yùn)用的AI芯片中，GPU最早被應(yīng)用于AI計(jì)算領(lǐng)域并且是人工智能領(lǐng)域運(yùn)用最廣泛且最成熟的AI芯片。GPU即圖形處理器，由于采用的是并行架構(gòu)，并且超過80%部分為運(yùn)算單元，因此擁有超高算力、深度學(xué)習(xí)能力。打個比方，如果將傳感器類比成人的感官，那么GPU可以類比作人的大腦。

目前該領(lǐng)域的巨頭是英偉達(dá)和AMD；國內(nèi)已上市的GPU公司有：航錦科技、海光信息、景嘉微等；未上市的公司有壁仞科技、摩爾線程等。

海光信息

海光信息成立于2014年，主要從事高端處理器、加速器等計(jì)算芯片產(chǎn)品和系統(tǒng)的研究、開發(fā)，產(chǎn)品主要應(yīng)用于服務(wù)器、高性能計(jì)算、存儲、工作站等領(lǐng)域。

計(jì)算加速上，海光的主要產(chǎn)品是DCU，海光 DCU 系列產(chǎn)品以 GPGPU 架構(gòu)為基礎(chǔ)，兼容“類 CUDA”環(huán)境。GPGPU是GPU 發(fā)展過程中的兩個技術(shù)方向之一，與傳統(tǒng)專門用于圖形圖像處理用途的GPU不同， GPGPU作為運(yùn)算協(xié)處理器，針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，增加了專用向量、張量、矩陣運(yùn)算指令，提升了浮點(diǎn)運(yùn)算的精度和性能，以滿足不同計(jì)算場景的需要。

海光DCU系列產(chǎn)品主要適用于AI相關(guān)場景，為大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計(jì)算應(yīng)用提供通用解決方案。

芯動科技

芯動科技成立于2006年，是一站式IP和芯片定制企業(yè)，聚焦計(jì)算、存儲、連接等三大賽道，提供跨全球各大工藝廠從55納米到5納米全套高速混合電路IP核和IP相關(guān)芯片定制解決方案。

GPU產(chǎn)品上，芯動科技推出了芯動風(fēng)華系列GPU，主要瞄準(zhǔn)渲染商用市場，是目前國內(nèi)支持框架多、延展性強(qiáng)的高性能GPU產(chǎn)品系列，在圖形渲染和智能計(jì)算領(lǐng)域具備高安全性、高可靠性、高性能、低功耗、強(qiáng)兼容性，可廣泛運(yùn)用于桌面、智能座艙、元宇宙數(shù)字人、工控機(jī)嵌入式、筆記本、服務(wù)器等多個領(lǐng)域。

景嘉微

景嘉微成立于2006年4月，產(chǎn)品涵蓋集成電路設(shè)計(jì)、圖形圖像處理、計(jì)算與存儲產(chǎn)品、小型雷達(dá)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、電磁頻譜應(yīng)用系統(tǒng)等方向，是國內(nèi)首家成功研制國產(chǎn)GPU芯片并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工程應(yīng)用的企業(yè)。掌握了包括芯片底層邏輯/物理設(shè)計(jì)、超大規(guī)模電路集成驗(yàn)證、模擬接口設(shè)計(jì)、GPU驅(qū)動程序設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。

在GPU體系結(jié)構(gòu)、圖形繪制高效處理算法、高速浮點(diǎn)運(yùn)算器設(shè)計(jì)、可復(fù)用模塊設(shè)計(jì)、快速大容量存儲器接口設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)等方面有一定的技術(shù)積累，先后研制成功JM5系列、JM7系列、JM9系列等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能GPU芯片，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于有高可靠性要求的航空、航天、航海、車載等專業(yè)領(lǐng)域。

沐曦集成

沐曦成立于2020年，致力于為異構(gòu)計(jì)算提供全棧GPU芯片及解決方案，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于人工智能、智慧城市、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、自動駕駛、數(shù)字孿生、元宇宙等領(lǐng)域。

其中全棧GPU芯片產(chǎn)品包括，用于AI推理的MXN系列GPU（曦思），用于AI訓(xùn)練及通用計(jì)算的MXC系列GPU（曦云），以及用于圖形渲染的MXG系列GPU（曦彩）。此外，沐曦產(chǎn)品均采用完全自主研發(fā)的GPU IP，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的指令集和架構(gòu)，配以兼容主流GPU生態(tài)的完整軟件棧（MACAMACA），具備高能效和高通用性的特點(diǎn)。

壁仞科技

壁仞科技成立于2019年，團(tuán)隊(duì)在GPU、DSA（專用加速器）和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域具有一定的技術(shù)積累。在發(fā)展路徑上，壁仞科技首先聚焦云端通用智能計(jì)算，再逐步過渡到人工智能訓(xùn)練和推理、圖形渲染等多個領(lǐng)域。

2022年8月壁仞科技發(fā)布首款通用GPU芯片，創(chuàng)全球算力新紀(jì)錄。 產(chǎn)品上，壁仞科技BR100系列通用GPU芯片針對人工智能（AI）訓(xùn)練、推理，及科學(xué)計(jì)算等更廣泛的通用計(jì)算場景開發(fā)，主要部署在大型數(shù)據(jù)中心，依托“壁立仞”原創(chuàng)架構(gòu)，可提供高能效、高通用性的加速計(jì)算算力。

摩爾線程

摩爾線程成立于2020年10月，是一家以全功能GPU芯片設(shè)計(jì)為主的集成電路高科技公司，主要開發(fā)面向元計(jì)算應(yīng)用的新一代GPU，構(gòu)建融合視覺計(jì)算、3D圖形計(jì)算、科學(xué)計(jì)算及人工智能計(jì)算的綜合計(jì)算平臺，建立基于云原生GPU計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)。

2022年，面向元計(jì)算應(yīng)用，摩爾線程發(fā)布了多個產(chǎn)品和技術(shù)，包括：全新MUSA統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)；第一代多功能GPU芯片“蘇堤”；面向PC、工作站和數(shù)據(jù)中心打造的MTT S系列顯卡；GPU物理引擎AlphaCore；DIGITALME數(shù)字人解決方案；以及助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多個元計(jì)算應(yīng)用解決方案。

航錦科技

2017年，航錦科技通過收購長沙韶光與威科電子切入電子領(lǐng)域。歷經(jīng)兩次戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型后，初步完成電子板塊布局。目前，航錦科技的芯片產(chǎn)品主要圍繞高端芯片與通信兩大領(lǐng)域，形成高端芯片（覆蓋圖形處理芯片、特種FPGA、存儲芯片、總線接口芯片），通信北斗以及通信射頻三大產(chǎn)業(yè)。

02

國產(chǎn)FPGA企業(yè)

與GPU相比，F(xiàn)PGA具備更強(qiáng)的平均計(jì)算能力和更低的功耗，適用于多指令，單數(shù)據(jù)流的分析，而不適合復(fù)雜算法的計(jì)算。此外，F(xiàn)PGA的一大特點(diǎn)是半定制，用戶可通過硬件編程，改變電流流動的方向或者經(jīng)過的門陣列以實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能。

近年來由于美國加強(qiáng)對中國半導(dǎo)體的限制，F(xiàn)PGA國產(chǎn)替代迫切疊加國產(chǎn)FPGA廠商產(chǎn)品快速迭代，國內(nèi)FPGA廠商高速成長。據(jù)悉，2018-2021年安路科技和紫光國微的復(fù)合增速均超過100%。此外，根據(jù)Frost&Sullivan的數(shù)據(jù)，國內(nèi)FPGA廠商國產(chǎn)化率不到5%，未來國產(chǎn)化空間廣闊。

目前，美國的賽靈思和英特爾是該領(lǐng)域的雙寡頭，而國產(chǎn)FPGA仍處起步階段，主要廠商有：紫光同創(chuàng)、復(fù)旦微電、成都華微電子、安路科技、智多晶、高云半導(dǎo)體、和京微齊力等。

紫光同創(chuàng)

紫光同創(chuàng)成立于2013年，專業(yè)從事可編程系統(tǒng)平臺芯片及其配套EDA開發(fā)工具的研發(fā)與銷售，擁有高中低端全系列產(chǎn)品，產(chǎn)品覆蓋通信、工業(yè)控制、圖像視頻、消費(fèi)電子等應(yīng)用領(lǐng)域。其中，紫光同創(chuàng)研發(fā)的Titan系列產(chǎn)品是中國第一款國產(chǎn)自主產(chǎn)權(quán)千萬門級高性能FPGA產(chǎn)品，采用先進(jìn)成熟工藝和自主產(chǎn)權(quán)的體系結(jié)構(gòu)，廣泛適用于通信網(wǎng)絡(luò)、信息安全、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

紫光同創(chuàng)研發(fā)的Titan系列產(chǎn)品，圖源：紫光同創(chuàng)官網(wǎng)

復(fù)旦微電

復(fù)旦微電成立于1998年，并于2000年在香港上市，2014年轉(zhuǎn)香港主板，是國內(nèi)成立最早、首家上市的股份制集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)?，F(xiàn)已建立健全安全與識別芯片、非揮發(fā)存儲器、智能電表芯片、FPGA芯片和集成電路測試服務(wù)等產(chǎn)品線。

在可編程器件FPGA方面，復(fù)旦微電率先開發(fā)了國內(nèi)首款億門級FPGA、國內(nèi)首款異構(gòu)融合億門級PSOC芯片，以及國內(nèi)首款面向人工智能應(yīng)用的可重構(gòu)芯片F(xiàn)PAI（FPGA+AI）芯片。FPGA系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、人工智能、工業(yè)控制、信號處理等領(lǐng)域。

京微齊力

京微齊力成立于2017年，業(yè)務(wù)涵蓋FPGA內(nèi)核設(shè)計(jì)、SOC架構(gòu)設(shè)計(jì)、芯片開發(fā)、EDA軟件開發(fā)、IP開發(fā)與集成等全棧技術(shù)領(lǐng)域。

產(chǎn)品上，京微齊力將FPGA與CPU、MCU、Memory、ASIC、AI等多種異構(gòu)單元集成在同一芯片上，因而產(chǎn)品具備可編程、自重構(gòu)、易擴(kuò)展、廣適用、多集成、高可靠、強(qiáng)算力、長周期等特點(diǎn)。目前，京微齊力有四大產(chǎn)品方向：1、面向數(shù)據(jù)中心/電動汽車/5G的高端FPGA芯片；2、面向人工智能的AiPGA 芯片；3、面向新基建/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)計(jì)算FPGA和HPA 芯片；4、面向嵌入式應(yīng)用的eFPGA核。

安路科技

安路科技創(chuàng)立于2011年11月，于2021年在上交所科創(chuàng)板成功上市，是A股首家專注于FPGA業(yè)務(wù)的上市公司。公司具備FPGA芯片硬件和FPGA編譯軟件的自主研發(fā)能力，專注于研發(fā)通用可編程邏輯芯片技術(shù)及系統(tǒng)解決方案。在FPGA產(chǎn)品上，有SALPHOENIX高性能產(chǎn)品系列、SALEAGLE高效率產(chǎn)品系列、SALELF低功耗產(chǎn)品系列以及SALSWIFT系統(tǒng)芯片系列FPSoC，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域。

智多晶

智多晶成立于2012年，專注可編程邏輯電路器件技術(shù)的研發(fā)，并為系統(tǒng)制造商提供高集成度的可編程邏輯器件、可編程邏輯器件IP核、相關(guān)軟件設(shè)計(jì)工具以及系統(tǒng)解決方案。產(chǎn)品上，公司目前已實(shí)現(xiàn)55nm、40nm工藝中密度FPGA的量產(chǎn)，并針對性推出了內(nèi)嵌Flash、SDRAM等集成化方案產(chǎn)品，截至2018年已批量發(fā)貨2KK片，廣泛應(yīng)用于LED驅(qū)動、視頻監(jiān)控、圖像處理、工業(yè)控制、4G/5G通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。

高云半導(dǎo)體

高云半導(dǎo)體成立于2014年，專業(yè)從事現(xiàn)場可編程邏輯器件研發(fā)與設(shè)計(jì)，提供從芯片、EDA開發(fā)軟件、IP、開發(fā)板到整體系統(tǒng)解決方案的一站式服務(wù)。

FPGA產(chǎn)品上，高云半導(dǎo)體在2015年一季度規(guī)模量產(chǎn)出國內(nèi)第一款產(chǎn)業(yè)化的55nm工藝400萬門的中密度FPGA芯片，并開放EDA開發(fā)軟件下載；2016年第一季度推出國內(nèi)首顆55nm嵌入式Flash SRAM的非易失性FPGA芯片；2017年實(shí)現(xiàn)FPGA芯片的規(guī)模出貨；2019年，發(fā)布國內(nèi)第一顆FPGA車規(guī)芯片，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)控制、電力、通信、醫(yī)療、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。

成都華微電子

成都華微電子成立于2000年3月成立，公司業(yè)務(wù)涉及微電子、計(jì)算機(jī)、通信、電子信息、軟件等相關(guān)領(lǐng)域。主要從事可編程邏輯器件、系統(tǒng)級芯片、存儲器和模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器（AD/DA）芯片、電源管理等高端模擬器件的設(shè)計(jì)、開發(fā)和服務(wù)；產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、兵器、船舶等尖端技術(shù)領(lǐng)域和國防重點(diǎn)工程。

目前已形成完善的可編程邏輯器件產(chǎn)品體系，并配套全流程自主開發(fā)工具。FPGA 產(chǎn)品制程工藝涵蓋 0.22μm 至 28nm，規(guī)模區(qū)間涵蓋百萬門級至千萬門級，奇衍系列產(chǎn)品最高達(dá) 7,000萬門級。

03

國產(chǎn)ASIC企業(yè)

ASIC是指應(yīng)特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)、制造的集成電路，生產(chǎn)后硬件算法無法被修改，與通用集成電路相比具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強(qiáng)、成本降低等優(yōu)點(diǎn)。

但ASIC的缺點(diǎn)是前期投入成本高，可復(fù)制性一般，因此，只有用量足夠大時(shí)才能夠分?jǐn)偳捌谕度?，降低成本?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">此前，隨著自動駕駛功能的廣泛應(yīng)用拉動了相關(guān)ASIC芯片的需求快速上升。

目前，國內(nèi)已經(jīng)上市的ASIC芯片廠商代表為寒武紀(jì)、瀾起科技；獨(dú)角獸中，地平線、黑芝麻智能、燧原科技都屬于ASIC芯片商，其他ASIC芯片商還包括華為海思。

黑芝麻智能

黑芝麻智能成立于2016年， 是車規(guī)級自動駕駛計(jì)算芯片和平臺研發(fā)企業(yè)，專注于大算力計(jì)算芯片與平臺等技術(shù)領(lǐng)域的高科技研發(fā)，能夠提供完整的自動駕駛、車路協(xié)同解決方案，包括基干車規(guī)級設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)型圖像處理，低功耗精準(zhǔn)感知的自動駕駛感知計(jì)算芯片和自動駕駛計(jì)算平臺，支撐自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)品方案的產(chǎn)業(yè)化落地。核心芯片產(chǎn)品包括華山系列新品，其中華山二號A1000車規(guī)級大算力自動駕駛芯片算力可達(dá)58TOPS(INT8)-116TOPS(INT4)，適配L2+/L3級別自動駕駛。

寒武紀(jì)

寒武紀(jì)成立于2016年，專注于人工智能芯片產(chǎn)品的研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，提供云邊端一體、軟硬件協(xié)同、訓(xùn)練推理融合、具備統(tǒng)一生態(tài)的系列化智能芯片產(chǎn)品和平臺化基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件。目前已開發(fā)出了終端、邊緣端、云端系列AI芯片，產(chǎn)品面向互聯(lián)網(wǎng)、金融、交通、能源、電力和制造等領(lǐng)域的復(fù)雜 AI 應(yīng)用場景，廣泛應(yīng)用于服務(wù)器廠商和產(chǎn)業(yè)公司。

瀾起科技

瀾起科技成立于2004年，是科創(chuàng)板首批上市企業(yè)，專注于為云計(jì)算和人工智能領(lǐng)域提供高性能、低功耗的芯片解決方案。

目前，瀾起科技公司正在研發(fā)基于“近內(nèi)存計(jì)算架構(gòu)”的 AI 芯片，主要用于解決 AI 計(jì)算在大數(shù)據(jù)吞吐下推理應(yīng)用場景中存在的 CPU 帶寬、性能瓶頸及 GPU內(nèi)存容量瓶頸問題，為客戶提供低延時(shí)、高效率的 AI 計(jì)算解決方案。

地平線

地平線成立于2015年，是一家高效能智能駕駛計(jì)算方案提供商。芯片產(chǎn)品主要分為征程和旭日兩個系列。其中征程5是高性能、大算力車載智能芯片，基于最新的地平線BPU貝葉斯架構(gòu)設(shè)計(jì)，可提供高達(dá)128TOPS算力；依托強(qiáng)大異構(gòu)計(jì)算資源，不僅適用于最先進(jìn)圖像感知算法加速，還可支持激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等多傳感器融合。旭日3是新一代AIoT智能芯片，具備低功耗、高性能的特性，集成了地平線最先進(jìn)的伯努利2.0 架構(gòu)引擎，可提供 5TOPS 的算力。

燧原科技

燧原科技成立于2018年，專注于人工智能領(lǐng)域云端算力產(chǎn)品，為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供普惠的基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，提供原始創(chuàng)新、全棧自研、具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的通用人工智能訓(xùn)練和推理產(chǎn)品。代表產(chǎn)品有：云燧T2x訓(xùn)練系列、云燧i2x推理系列、云燧T1x訓(xùn)練系列、云燧ilx推理系列等，可廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、金融、交通、能源及新基建等多個行業(yè)和場景。

其中邃思2.0人工智能訓(xùn)練芯片基于人工智能領(lǐng)域?qū)Ｓ锰幚砥骷軜?gòu)設(shè)計(jì)，可提供全精度人工智能算力、先進(jìn)的存儲方案、靈活的可擴(kuò)展性，廣泛支持視覺、語音語義、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等各技術(shù)方向的模型訓(xùn)練。

華為海思

海思前身為華為集成電路設(shè)計(jì)中心，1991年啟動集成電路設(shè)計(jì)及研發(fā)業(yè)務(wù)，2004年注冊成立實(shí)體公司，提供海思芯片對外銷售及服務(wù)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智慧城市、智慧家庭、智慧出行等多場景領(lǐng)域。

代表產(chǎn)品上，昇騰310是華為海思首款全棧全場景人工智能新品，具備高能效、靈活可編程的特點(diǎn)，在典型配置下可以輸出16TOPS@INT8, 8TOPS@FP16，功耗僅為8W；昇騰910是業(yè)界算力最強(qiáng)的AI處理器，其中半精度（FP16）算力達(dá)到320 TFLOPS，整數(shù)精度（INT8）算力達(dá)到640 TOPS，功耗310W。