算力時(shí)代，這20家國產(chǎn)芯企值得關(guān)注！

來(lái)源：芯師爺

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

圖源：OpenAI官網(wǎng)

再綜合近日互聯(lián)網(wǎng)大廠(chǎng)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(xiàn)整合ChatGPT能力；

• 2月7日，谷歌跟進(jìn)推出對話(huà)式機器人Bard；

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

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

不難發(fā)現，ChatGPT爆火，宣告了一個(gè)全面的AI時(shí)代到來(lái)。而算力作為驅動(dòng)AI大模型運轉的三駕馬車(chē)之一，全面AI時(shí)代的到來(lái)也意味著(zhù)一個(gè)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(lèi)別的角度進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)（以下排名不分次序，如有疏漏，歡迎在留言區補充）。

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。AI服務(wù)器主要由CPU和加速芯片構成，其中加速芯片可以是GPU、FPGA或者ASIC。

在A(yíng)I服務(wù)器中，各個(gè)部分各司其職，其中CPU主要負責邏輯判斷，任務(wù)調度與控制等基本計算任務(wù)；GPU適用于通用并行計算，能夠為AI訓練任務(wù)提供更高算力；FPGA具有低延時(shí)，開(kāi)發(fā)周期短等特性，可用于A(yíng)I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訓練任務(wù)設定特定框架。

圖源：浙商證券研究所

如今大規模商業(yè)運用的AI芯片中，GPU最早被應用于A(yíng)I計算領(lǐng)域并且是人工智能領(lǐng)域運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，并且超過(guò)80%部分為運算單元，因此擁有超高算力、深度學(xué)習能力。打個(gè)比方，如果將傳感器類(lèi)比成人的感官，那么GPU可以類(lèi)比作人的大腦。

目前該領(lǐng)域的巨頭是英偉達和AMD；國內已上市的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(xiàn)程等。

海光信息

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

計算加速上，海光的主要產(chǎn)品是DCU，海光 DCU 系列產(chǎn)品以 GPGPU 架構為基礎，兼容“類(lèi) CUDA”環(huán)境。GPGPU是GPU 發(fā)展過(guò)程中的兩個(gè)技術(shù)方向之一，與傳統專(zhuān)門(mén)用于圖形圖像處理用途的GPU不同， GPGPU作為運算協(xié)處理器，針對不同應用領(lǐng)域的需求，增加了專(zhuān)用向量、張量、矩陣運算指令，提升了浮點(diǎn)運算的精度和性能，以滿(mǎn)足不同計算場(chǎng)景的需要。

海光DCU系列產(chǎn)品主要適用于A(yíng)I相關(guān)場(chǎng)景，為大數據處理、人工智能、商業(yè)計算應用提供通用解決方案。

芯動(dòng)科技

芯動(dòng)科技成立于2006年，是一站式IP和芯片定制企業(yè)，聚焦計算、存儲、連接等三大賽道，提供跨全球各大工藝廠(chǎng)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(dòng)科技推出了芯動(dòng)風(fēng)華系列GPU，主要瞄準渲染商用市場(chǎng)，是目前國內支持框架多、延展性強的高性能GPU產(chǎn)品系列，在圖形渲染和智能計算領(lǐng)域具備高安全性、高可靠性、高性能、低功耗、強兼容性，可廣泛運用于桌面、智能座艙、元宇宙數字人、工控機嵌入式、筆記本、服務(wù)器等多個(gè)領(lǐng)域。

景嘉微

景嘉微成立于2006年4月，產(chǎn)品涵蓋集成電路設計、圖形圖像處理、計算與存儲產(chǎn)品、小型雷達系統、無(wú)線(xiàn)通信系統、電磁頻譜應用系統等方向，是國內首家成功研制國產(chǎn)GPU芯片并實(shí)現大規模工程應用的企業(yè)。掌握了包括芯片底層邏輯/物理設計、超大規模電路集成驗證、模擬接口設計、GPU驅動(dòng)程序設計等關(guān)鍵技術(shù)。

在GPU體系結構、圖形繪制高效處理算法、高速浮點(diǎn)運算器設計、可復用模塊設計、快速大容量存儲器接口設計、低功耗設計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)權的高性能GPU芯片，產(chǎn)品廣泛應用于有高可靠性要求的航空、航天、航海、車(chē)載等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。

沐曦集成

沐曦成立于2020年，致力于為異構計算提供全棧GPU芯片及解決方案，產(chǎn)品可廣泛應用于人工智能、智慧城市、數據中心、云計算、自動(dòng)駕駛、數字孿生、元宇宙等領(lǐng)域。

其中全棧GPU芯片產(chǎn)品包括，用于A(yíng)I推理的MXN系列GPU（曦思），用于A(yíng)I訓練及通用計算的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)權的指令集和架構，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，團隊在GPU、DSA（專(zhuān)用加速器）和計算機體系結構等領(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算，再逐步過(guò)渡到人工智能訓練和推理、圖形渲染等多個(gè)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）訓練、推理，及科學(xué)計算等更廣泛的通用計算場(chǎng)景開(kāi)發(fā)，主要部署在大型數據中心，依托“壁立仞”原創(chuàng )架構，可提供高能效、高通用性的加速計算算力。

摩爾線(xiàn)程

摩爾線(xiàn)程成立于2020年10月，是一家以全功能GPU芯片設計為主的集成電路高科技公司，主要開(kāi)發(fā)面向元計算應用的新一代GPU，構建融合視覺(jué)計算、3D圖形計算、科學(xué)計算及人工智能計算的綜合計算平臺，建立基于云原生GPU計算的生態(tài)系統。

2022年，面向元計算應用，摩爾線(xiàn)程發(fā)布了多個(gè)產(chǎn)品和技術(shù)，包括：全新MUSA統一系統架構；第一代多功能GPU芯片“蘇堤”；面向PC、工作站和數據中心打造的MTT S系列顯卡；GPU物理引擎AlphaCore；DIGITALME數字人解決方案；以及助力數字經(jīng)濟發(fā)展的多個(gè)元計算應用解決方案。

航錦科技

2017年，航錦科技通過(guò)收購長(cháng)沙韶光與威科電子切入電子領(lǐng)域。歷經(jīng)兩次戰略轉型后，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(xiàn)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，FPGA具備更強的平均計算能力和更低的功耗，適用于多指令，單數據流的分析，而不適合復雜算法的計算。此外，FPGA的一大特點(diǎn)是半定制，用戶(hù)可通過(guò)硬件編程，改變電流流動(dòng)的方向或者經(jīng)過(guò)的門(mén)陣列以實(shí)現不同的邏輯功能。

近年來(lái)由于美國加強對中國半導體的限制，FPGA國產(chǎn)替代迫切疊加國產(chǎn)FPGA廠(chǎng)商產(chǎn)品快速迭代，國內FPGA廠(chǎng)商高速成長(cháng)。據悉，2018-2021年安路科技和紫光國微的復合增速均超過(guò)100%。此外，根據Frost&Sullivan的數據，國內FPGA廠(chǎng)商國產(chǎn)化率不到5%，未來(lái)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(chǎng)商有：紫光同創(chuàng )、復旦微電、成都華微電子、安路科技、智多晶、高云半導體、和京微齊力等。

紫光同創(chuàng )

紫光同創(chuàng )成立于2013年，專(zhuān)業(yè)從事可編程系統平臺芯片及其配套EDA開(kāi)發(fā)工具的研發(fā)與銷(xiāo)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、消費電子等應用領(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)權千萬(wàn)門(mén)級高性能FPGA產(chǎn)品，采用先進(jìn)成熟工藝和自主產(chǎn)權的體系結構，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)

復旦微電

復旦微電成立于1998年，并于2000年在香港上市，2014年轉香港主板，是國內成立最早、首家上市的股份制集成電路設計企業(yè)?，F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(xiàn)。

在可編程器件FPGA方面，復旦微電率先開(kāi)發(fā)了國內首款億門(mén)級FPGA、國內首款異構融合億門(mén)級PSOC芯片，以及國內首款面向人工智能應用的可重構芯片FPAI（FPGA+AI）芯片。FPGA系列產(chǎn)品廣泛應用于通信、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內核設計、SOC架構設計、芯片開(kāi)發(fā)、EDA軟件開(kāi)發(fā)、IP開(kāi)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等多種異構單元集成在同一芯片上，因而產(chǎn)品具備可編程、自重構、易擴展、廣適用、多集成、高可靠、強算力、長(cháng)周期等特點(diǎn)。目前，京微齊力有四大產(chǎn)品方向：1、面向數據中心/電動(dòng)汽車(chē)/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)的異構計算FPGA和HPA 芯片；4、面向嵌入式應用的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(zhuān)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(zhuān)注于研發(fā)通用可編程邏輯芯片技術(shù)及系統解決方案。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系統芯片系列FPSoC，廣泛應用于工業(yè)控制、消費電子、醫療設備、網(wǎng)絡(luò )通信等領(lǐng)域。

智多晶

智多晶成立于2012年，專(zhuān)注可編程邏輯電路器件技術(shù)的研發(fā)，并為系統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)軟件設計工具以及系統解決方案。產(chǎn)品上，公司目前已實(shí)現55nm、40nm工藝中密度FPGA的量產(chǎn)，并針對性推出了內嵌Flash、SDRAM等集成化方案產(chǎn)品，截至2018年已批量發(fā)貨2KK片，廣泛應用于LED驅動(dòng)、視頻監控、圖像處理、工業(yè)控制、4G/5G通信網(wǎng)絡(luò )、數據中心等領(lǐng)域。

高云半導體

高云半導體成立于2014年，專(zhuān)業(yè)從事現場(chǎng)可編程邏輯器件研發(fā)與設計，提供從芯片、EDA開(kāi)發(fā)軟件、IP、開(kāi)發(fā)板到整體系統解決方案的一站式服務(wù)。

FPGA產(chǎn)品上，高云半導體在2015年一季度規模量產(chǎn)出國內第一款產(chǎn)業(yè)化的55nm工藝400萬(wàn)門(mén)的中密度FPGA芯片，并開(kāi)放EDA開(kāi)發(fā)軟件下載；2016年第一季度推出國內首顆55nm嵌入式Flash SRAM的非易失性FPGA芯片；2017年實(shí)現FPGA芯片的規模出貨；2019年，發(fā)布國內第一顆FPGA車(chē)規芯片，并實(shí)現規模量產(chǎn)。產(chǎn)品廣泛應用于汽車(chē)、工業(yè)控制、電力、通信、醫療、數據中心等領(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、計算機、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、系統級芯片、存儲器和模數/數模轉換器（AD/DA）芯片、電源管理等高端模擬器件的設計、開(kāi)發(fā)和服務(wù)；產(chǎn)品廣泛應用于航天、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(kāi)發(fā)工具。FPGA 產(chǎn)品制程工藝涵蓋 0.22μm 至 28nm，規模區間涵蓋百萬(wàn)門(mén)級至千萬(wàn)門(mén)級，奇衍系列產(chǎn)品最高達 7,000萬(wàn)門(mén)級。

03

國產(chǎn)ASIC企業(yè)

ASIC是指應特定用戶(hù)要求和特定電子系統的需要而設計、制造的集成電路，生產(chǎn)后硬件算法無(wú)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、成本降低等優(yōu)點(diǎn)。

但ASIC的缺點(diǎn)是前期投入成本高，可復制性一般，因此，只有用量足夠大時(shí)才能夠分攤前期投入，降低成本。此前，隨著(zhù)自動(dòng)駕駛功能的廣泛應用拉動(dòng)了相關(guān)ASIC芯片的需求快速上升。

目前，國內已經(jīng)上市的ASIC芯片廠(chǎng)商代表為寒武紀、瀾起科技；獨角獸中，地平線(xiàn)、黑芝麻智能、燧原科技都屬于A(yíng)SIC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(chē)規級自動(dòng)駕駛計算芯片和平臺研發(fā)企業(yè)，專(zhuān)注于大算力計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(dòng)駕駛、車(chē)路協(xié)同解決方案，包括基干車(chē)規級設計，學(xué)習型圖像處理，低功耗精準感知的自動(dòng)駕駛感知計算芯片和自動(dòng)駕駛計算平臺，支撐自動(dòng)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(chē)規級大算力自動(dòng)駕駛芯片算力可達58TOPS(INT8)-116TOPS(INT4)，適配L2+/L3級別自動(dòng)駕駛。

寒武紀

寒武紀成立于2016年，專(zhuān)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、訓練推理融合、具備統一生態(tài)的系列化智能芯片產(chǎn)品和平臺化基礎系統軟件。目前已開(kāi)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)域的復雜 AI 應用場(chǎng)景，廣泛應用于服務(wù)器廠(chǎng)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(zhuān)注于為云計算和人工智能領(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“近內存計算架構”的 AI 芯片，主要用于解決 AI 計算在大數據吞吐下推理應用場(chǎng)景中存在的 CPU 帶寬、性能瓶頸及 GPU內存容量瓶頸問(wèn)題，為客戶(hù)提供低延時(shí)、高效率的 AI 計算解決方案。

地平線(xiàn)

地平線(xiàn)成立于2015年，是一家高效能智能駕駛計算方案提供商。芯片產(chǎn)品主要分為征程和旭日兩個(gè)系列。其中征程5是高性能、大算力車(chē)載智能芯片，基于最新的地平線(xiàn)BPU貝葉斯架構設計，可提供高達128TOPS算力；依托強大異構計算資源，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、毫米波雷達等多傳感器融合。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(xiàn)最先進(jìn)的伯努利2.0 架構引擎，可提供 5TOPS 的算力。

燧原科技

燧原科技成立于2018年，專(zhuān)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)展提供普惠的基礎設施解決方案，提供原始創(chuàng )新、全棧自研、具備完全自主知識產(chǎn)權的通用人工智能訓練和推理產(chǎn)品。代表產(chǎn)品有：云燧T2x訓練系列、云燧i2x推理系列、云燧T1x訓練系列、云燧ilx推理系列等，可廣泛應用于互聯(lián)網(wǎng)、金融、交通、能源及新基建等多個(gè)行業(yè)和場(chǎng)景。

其中邃思2.0人工智能訓練芯片基于人工智能領(lǐng)域專(zhuān)用處理器架構設計，可提供全精度人工智能算力、先進(jìn)的存儲方案、靈活的可擴展性，廣泛支持視覺(jué)、語(yǔ)音語(yǔ)義、強化學(xué)習等各技術(shù)方向的模型訓練。

華為海思

海思前身為華為集成電路設計中心，1991年啟動(dòng)集成電路設計及研發(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(xiāo)售及服務(wù)，產(chǎn)品廣泛應用于智慧城市、智慧家庭、智慧出行等多場(chǎng)景領(lǐng)域。

代表產(chǎn)品上，昇騰310是華為海思首款全棧全場(chǎng)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)界算力最強的AI處理器，其中半精度（FP16）算力達到320 TFLOPS，整數精度（INT8）算力達到640 TOPS，功耗310W。