東數西算怎樣影響半導體？

　　2022年1月12日，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于加快構建全國一體化大數據中心協(xié)同創(chuàng )新體系的指導意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“意見(jiàn)”）。意見(jiàn)指出，要形成“數網(wǎng)”、“數紐”、“數鏈”、“數腦”、“數盾”系統。

　　隨后，貴州省、甘肅省、寧夏回族自治區、成渝地區、粵港澳大灣區、長(cháng)三角地區、京津冀地區等多個(gè)省份及地區紛紛響應。2022年2月17日，8個(gè)國家算力樞紐節點(diǎn)和10個(gè)國家數據中心集群完成批復，全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計，“東數西算”工程正式全面啟動(dòng)。

　　“東數西算”將如何影響半導體，成為半導體產(chǎn)業(yè)的關(guān)心的話(huà)題。

“東數西算”，為何勢在必行？

　　首先，“東數西算”的重要背景是數據量暴增已經(jīng)成為不可逆的必然趨勢。隨著(zhù)大數據在社會(huì )越來(lái)越多的領(lǐng)域被應用，數據中心（IDC）已經(jīng)不僅僅是科技公司、科研機構等機構的剛需；社會(huì )治理與公共服務(wù)、金融、能源、交通、商貿、工業(yè)制造、教育、醫療、文化旅游、農業(yè)、空間、生物等領(lǐng)域都是數據中心的重要用戶(hù)。在現代戰爭中，數據成為了各國最重要的資源之一。據路透社報道，烏克蘭政府正在將保存敏感數據的設備及備份運送到其他地區。

　　在這樣的趨勢下，數據中心市場(chǎng)正在快速增長(cháng)。與此同時(shí)，中國已成為全球第二大IDC市場(chǎng)，占全球市場(chǎng)份額的10%；美國第一，占39%。2021上半年中國邊緣計算整體市場(chǎng)高速增長(cháng)84.6%，預計到2025年中國市場(chǎng)將增長(cháng)至74億美元，全球市場(chǎng)將增長(cháng)至347億美元，全球邊緣計算服務(wù)器市場(chǎng)需求爆發(fā)式增長(cháng)。

　　其次，為何要把算力遷移至西部地區？

　　目前我國的數據中心大多數布局在算力需求較高的東部地區。但在相對繁華的東部地區，數據中心所需的必要資源，如電力、水、土地等成本相對較高。

　　以電力資源為例，目前我國的電力分布并不均衡。北京大學(xué)能源研究院研究表明，陜西、浙江、吉林和湖南煤電利用小時(shí)均不足4500小時(shí)，屬于電力供給寬松的范圍；而江西超過(guò)6000小時(shí)，安徽接近5500小時(shí)，均為電力供給緊張。

　　去年9月，中國多個(gè)省份發(fā)布限電通知，由于電力短缺，中國臺灣有過(guò)多次突發(fā)停電情況。電力問(wèn)題已經(jīng)成為了影響產(chǎn)業(yè)的核心問(wèn)題，因此我國提出了“西電東送”，把需要大量能源的產(chǎn)業(yè)向能源相對豐富的地區轉移。

　　相同邏輯的“東數西算”也是國家又一項重要戰略工程。

“東數西算”，帶動(dòng)哪類(lèi)半導體？

　　“東數西算”的本質(zhì)是數據中心產(chǎn)業(yè)的遷移，“東數西算”工程吸引的大規模投資的帶動(dòng)效應，將會(huì )有效擴大產(chǎn)業(yè)鏈上各行業(yè)的投資。作為產(chǎn)業(yè)鏈上游，半導體產(chǎn)業(yè)也被注入了新的增長(cháng)動(dòng)力。而作為數據中心基礎的三大類(lèi)芯片，計算芯片、存儲芯片和服務(wù)器芯片及接口芯片受益明顯，相關(guān)國產(chǎn)半導體廠(chǎng)商也將有機會(huì )在這樣的市場(chǎng)背景下獲得發(fā)展。

計算機芯片

　　隨著(zhù)數據處理量的提升，對于芯片的數量以及傳輸數據的速度都有較高的要求，因此負責數據運算的CPU、GPU、FPGA、XPU的需求也在提高。

　　CPU領(lǐng)域，龍芯中科在2021年龍芯推出了自主研發(fā)的LoongArch，包含近2000條指令，2020年新研發(fā)的CPU均支持LoongArch指令集。而基于龍芯打造的生態(tài)，聯(lián)想、清華同方等近百家廠(chǎng)商已推出了上百款龍芯桌面、服務(wù)器、網(wǎng)安、密碼的產(chǎn)品。

　　此外，基于國產(chǎn)CPU廠(chǎng)商飛騰的高性能服務(wù)器芯片、高效能桌面芯片、以及高端嵌入式芯片的解決方案也已經(jīng)覆蓋網(wǎng)信、電信、金融、數字城市等領(lǐng)域，涉及云計算、大數據、5G、AI、區塊鏈等技術(shù)方向。

　　GPU領(lǐng)域，2021年12月，景嘉微發(fā)布了第三代具有完全自主知識產(chǎn)權的高性能圖形處理器芯片——JH920，JH920主要應用于中高端圖形顯示、通用計算、嵌入式等領(lǐng)域。支持4路獨立顯示輸出，支持多屏同時(shí)輸出，全面支持國產(chǎn)CPU、國產(chǎn)操作系統和國產(chǎn)固件，可廣泛應用于PC、服務(wù)器、圖形工作站等設備，滿(mǎn)足地理信息系統、圖像匹配、信號處理、機載車(chē)載艦載顯控等顯示計算需求。

　　同年國產(chǎn)GPU廠(chǎng)商芯動(dòng)科技推出了國產(chǎn)高性能4K級顯卡GPU芯片“風(fēng)華1號”?！帮L(fēng)華1號”單芯片A卡渲染能力達到160GPixel/秒，FP32浮點(diǎn)性能達到5T FLOPS，支持Linux/龍芯/Windows/安卓操作系統圖形框架；而“風(fēng)華1號”雙芯片B卡FP32浮點(diǎn)性能達到10T FLOPS，可以對標英偉達Tesla T4 GPU（FP32/8.1T FLOPS）。

　　FPGA領(lǐng)域，國產(chǎn)廠(chǎng)商包括安路科技、智多晶、紫光同創(chuàng )、博微視、高云半導體、深維科技、遨格芯電子等。不過(guò)正如國產(chǎn)CPU、GPU領(lǐng)域，國產(chǎn)FPGA芯片相對于國外公司的發(fā)展也相對較晚，目前賽靈思已經(jīng)實(shí)現了7nm FPGA芯片的量產(chǎn)，而國內量產(chǎn)的FPGA芯片大多仍處于55nm、40nm制程，僅有少量的28nm FPGA芯片出貨，不過(guò)復旦微已經(jīng)在研發(fā)14nm的FPGA器件。

　　相對來(lái)說(shuō)國產(chǎn)計算芯片仍處在起步階段，國產(chǎn)廠(chǎng)商們需要在發(fā)展的過(guò)程中不斷探索、學(xué)習。對于國產(chǎn)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，在起步階段先求生存，借助現有生態(tài)的其他角色才能更好發(fā)展；長(cháng)期來(lái)看的需要擺脫兼容思路，站穩腳跟后發(fā)展自有的核心技術(shù)。

存儲芯片

　　在數據量爆發(fā)式增長(cháng)的趨勢下，存儲芯片的數量和性能需求大幅上升。在這一領(lǐng)域，國內有長(cháng)江存儲、合肥長(cháng)鑫這樣的領(lǐng)先企業(yè)。

　　長(cháng)江存儲已經(jīng)在128層3D NAND閃存的生產(chǎn)收益率方面取得了進(jìn)展。長(cháng)江存儲已將64層3D NAND閃存制造的收益率提高到成熟水平并有望在2022年上半年實(shí)現月產(chǎn)量增至10萬(wàn)片的目標。

　　專(zhuān)注DRAM的長(cháng)鑫存儲也正在提高產(chǎn)量。2022年3月，長(cháng)鑫存儲的注冊資本增加至485.8億元人民幣。目前長(cháng)鑫存儲已量產(chǎn)19nm DDR4/LPDDR4/LPDDR4X等，良率在70-75%。同時(shí)計劃在2022年將產(chǎn)量增加一番，達到每月120000片，中長(cháng)期目標為300000片并計劃在年底量產(chǎn)DDR5。

服務(wù)器芯片和接口芯片

　　為了匹配以CPU日益提高的運行速度及性能服務(wù)器芯片和內存接口芯片也將得到發(fā)展。在這一領(lǐng)域，國內廠(chǎng)商瀾起科技可以提供業(yè)界領(lǐng)先的高性能、低功耗內存接口芯片，內存模組配套芯片，PCIe Retimer芯片等。值得一提的是，瀾起還擁有津逮CPU和混合安全內存模組組成的津逮服務(wù)器平臺，在數據中心領(lǐng)域有更多的可能性。

“東數西算”，是未來(lái)

　　“東數西算”在擴大算力規模的同時(shí)能夠提高網(wǎng)絡(luò )傳輸質(zhì)量，實(shí)現全國算力規?；s化發(fā)展，保障中國數字化轉型及數字經(jīng)濟的發(fā)展。

　　同時(shí)通過(guò)加大數據中心在西部的布局，將大幅提升綠色能源使用比例，有利于促進(jìn)綠色低碳發(fā)展。

　　此外，加大算力設施在西部的建設力度和東部數據向西部的合理流動(dòng)，也會(huì )帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉移，延展東部發(fā)展空間、提升西部網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設水平，形成東西部共同平衡發(fā)展的格局。

　　“東數西算”還能帶來(lái)怎樣的可能性，我們翹首以待。