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在疫情“黑天鵝”的沖擊下，資本慌不擇路。在這一轉(zhuǎn)折點上，，中國亮出“尚方寶劍”。3月4日，在中共中央政治局常務(wù)委員會召開的會議上，決策層強(qiáng)調(diào)，要加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。
與傳統(tǒng)基建不同的是，新型基礎(chǔ)設(shè)施是指5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施。本質(zhì)上，新型基礎(chǔ)設(shè)施是支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展的信息技術(shù)設(shè)施。因此，新基建需要半導(dǎo)體廠商的協(xié)同配合。
當(dāng)“新基建”成為市場關(guān)注的熱點時，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展也不容忽視。5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施都少不了一顆顆小小的芯片，加速芯片國產(chǎn)化替代勢在必行。
國產(chǎn)GPU為何鮮有耳聞？
芯片一貫被譽(yù)為科技巨人頭上的皇冠，可見其地位的重要性。
自從中興事件發(fā)生以后，芯片的國產(chǎn)替代成為國民級話題。隨著中國信息化發(fā)展加速，“缺芯”的問題再次受到國家重視。CPU作為計算機(jī)的心臟，是集成電路產(chǎn)業(yè)的核心所在。“十二五”之后，國產(chǎn)CPU步入了正軌，一大批國產(chǎn)CPU企業(yè)成長起來，其產(chǎn)品覆蓋了高性能計算、桌面、移動和嵌入式等主要應(yīng)用場景。
在高性能計算方面，天津飛騰、海光申威等處理器產(chǎn)品已經(jīng)在E級(每秒百億億次)超算原型機(jī)上得到應(yīng)用；在服務(wù)器方面，飛騰、龍芯、海光、華為海思均有新品發(fā)布，其中飛騰2000+/64核產(chǎn)品性能已經(jīng)與英特爾主流E5部分產(chǎn)品性能相當(dāng)。
國產(chǎn)CPU正發(fā)展得如火如荼，國產(chǎn)GPU卻默默無聞。
國產(chǎn)GPU發(fā)展緩慢的一部分原因在于，GPU結(jié)構(gòu)沒有控制器，必須由CPU進(jìn)行控制調(diào)用才能工作，否則GPU無法單獨工作。所以，國產(chǎn)CPU先行一步的原因是符合芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展邏輯。
另外，GPU的技術(shù)難度很高，進(jìn)展緩慢也情有可原。Moor Insights & Strategy首席分析師莫海德曾表示：“相比CPU，開發(fā)GPU要更加困難，而GPU設(shè)計師、工程師和驅(qū)動程序的作者都要更少。”
同時，聚焦打造、云端計算芯片和計算基礎(chǔ)軟件的天數(shù)智芯副總裁王萌告訴億歐：“近兩年中興和華為受到美國制裁后，國家和社會對芯片領(lǐng)域關(guān)注度提高，但由于之前的積累不足，國內(nèi)依然存在人才缺口和空檔。”
在芯片行業(yè)，人才培養(yǎng)是一個耗費精力和時間的過程。一般來說，培養(yǎng)一位擁有豐富的流片經(jīng)驗并且能夠根據(jù)市場動態(tài)及時修改芯片設(shè)計方案的成熟工程師，至少需要10年的時間。
即便華為海思的芯片設(shè)計能力，尤其是手機(jī)芯片的設(shè)計能力已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。但是2018年華為推出的GPU Turbo技術(shù)，也只是通過修改軟件底層代碼提高GPU效能，并不是完全的自主研發(fā)。
這一切都證明了GPU的確存在著技術(shù)壁壘，而且這一技術(shù)壁壘短期內(nèi)無法跨越。
國產(chǎn)替代時不我待
GPU難做嗎？難！國產(chǎn)GPU要搞嗎？要，且時不我待。
疫情在蔓延，消費需求很有可能受到嚴(yán)重抑制。中國作為地球村的一名成員，自然也會受到波及。此次國家提出大力發(fā)展“新基建”，或?qū)瓌咏?jīng)濟(jì)起到積極作用。畢竟，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)中心，每個領(lǐng)域都有著數(shù)十萬乃至千億級別的大市場。
更重要的是，“新基建”的每一個細(xì)分行業(yè)都離不開芯片。由此可見，國產(chǎn)芯片迎來了窗口期。
以前，國內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品大多依賴進(jìn)口，一旦國外封鎖核心技術(shù)或禁售關(guān)鍵產(chǎn)品，國內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)都會面臨巨大挑戰(zhàn)。2016年的中興事件和華為列入實體清單，讓國人意識到核心技術(shù)自主可控的重要性。
如今，安全可控已經(jīng)成為國內(nèi)主旋律，而“新基建”便是國產(chǎn)替代的時機(jī)。在新基建建設(shè)過程中，國產(chǎn)芯片廠商進(jìn)入到供應(yīng)鏈的核心環(huán)節(jié)，可以大大加速芯片國產(chǎn)化替代進(jìn)程。兆芯相關(guān)人員表示：“兆芯的CPU已經(jīng)和UOS、中科方德、麒麟軟件、普華、Windows等操作系統(tǒng)完成適配工作。”
近幾年，在國產(chǎn)軟硬件方面，國產(chǎn)替代已經(jīng)有了穩(wěn)步發(fā)展。很多計算機(jī)整機(jī)廠開始采用國產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)。如山西百信采用了華為鯤鵬CPU，且預(yù)裝的系統(tǒng)是國產(chǎn)的深之度和中標(biāo)麒麟。
國內(nèi)計算機(jī)廠商也開始接受國產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)，這意味著國產(chǎn)GPU迎來新的發(fā)展機(jī)遇。目前，國內(nèi)一家自主研發(fā)國產(chǎn)化圖形處理芯片(GPU)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的景嘉微電子正在積極進(jìn)入民用市場。
據(jù)了解，景嘉微JM7200芯片已完成與龍芯、飛騰、銀河麒麟、中標(biāo)麒麟、國心泰山，以及天脈等國內(nèi)主要的CPU和操作系統(tǒng)廠商的適配工作，與中國長城、超越電子等十余家國內(nèi)主要計算機(jī)整機(jī)廠商建立合作關(guān)系并進(jìn)行產(chǎn)品測試，進(jìn)一步開展適配與市場推廣工作。
不得不承認(rèn)，國產(chǎn)GPU與英偉達(dá)和AMD的芯片仍有較大差距，但是，“新基建”的大幕已經(jīng)拉開，國產(chǎn)GPU必須要站出來。一方面，國產(chǎn)GPU廠商要提高產(chǎn)品品質(zhì)，另一方面國產(chǎn)GPU廠商需要充分發(fā)揮本地市場的優(yōu)勢，提升服務(wù)質(zhì)量，這樣才會在窗口期抓住機(jī)遇。
AI風(fēng)口不容錯過
目前，國產(chǎn)GPU市場競爭情況并不激烈，709 所和716所屬于軍工集團(tuán)內(nèi)部的研究所，主要為軍用武器裝備配套；而景嘉微、長沙韶光這兩家公司以軍用裝備為主，剛剛轉(zhuǎn)向民用市場。而且國內(nèi)自主可控設(shè)備的市場空間很大，國產(chǎn)GPU還處于藍(lán)海市場，該市場能夠容納新進(jìn)入者。
加之，下游市場不斷爆發(fā)新需求。隨著人工智能的飛速發(fā)展，尤其在圖像處理及語音識別領(lǐng)域的研究取得了很好的突破，因此這一領(lǐng)域?qū)λ懔σ笠苍絹碓礁?。同時，已經(jīng)發(fā)展到第三代的GPU，可編程性不斷增強(qiáng)，特別是CUDA等編程環(huán)境的出現(xiàn)，使GPU通用計算編程的復(fù)雜性大幅度降低，計算能力大大提高。
由此推斷，GPU在人工智能領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展空間，芯片巨頭也紛紛看好這一領(lǐng)域。目前，英偉達(dá)能夠搶占70%的AI芯片市場，大約有3000家人工智能公司采購英偉達(dá)的GPU芯片。
在GPU市場中，英偉達(dá)的霸主地位不可撼動。難道，國產(chǎn)GPU廠商毫無反擊之力嗎？
在數(shù)據(jù)中心市場，GPU服務(wù)器會通過其智能化、數(shù)字化的功能，不斷拓展市場份額。在中國市場，GPU服務(wù)器的市場份額不斷提升。
IDC《2019年上半年中國AI基礎(chǔ)架構(gòu)市場跟蹤報告》顯示，2019年上半年中國GPU服務(wù)器市場規(guī)模為8.3億美元(約合人民幣58.1億元)，同比增長53.7%。 IDC預(yù)測，到2023年中國GPU服務(wù)器市場規(guī)模將達(dá)到43.2億美金(約合人民幣298億元)，未來5年整體市場年復(fù)合增長率(CAGR)為27.1%。
下游需求不斷增加，國產(chǎn)GPU廠商的未來也更加明朗。隨著國產(chǎn)GPU的性能提升，國產(chǎn)服務(wù)器廠商也會逐漸選購國產(chǎn)GPU。雖然下游廠商在選購芯片前有標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證流程，但業(yè)內(nèi)人士向億歐科創(chuàng)透露：“芯片的認(rèn)證程序需要花費2-3個月的時間，而且公司會有樣機(jī)提供認(rèn)證測試，不會影響整體的上市流程。”
由此可見，中國廠商更換供應(yīng)商的成本并不高。只要國產(chǎn)GPU質(zhì)量過關(guān)，在國產(chǎn)替代和新基建的雙重力量推動下，中國GPU的整體實力有望大幅提升。
歷史車輪滾滾向前，中國芯片實現(xiàn)自主可控勢在必行。不論是重視生態(tài)建設(shè)的CPU還是技術(shù)壁壘過高的GPU，中國有能力攻克。在這過程中，國內(nèi)廠商或許會面對很多難題，或許會花費很長時間去解決。不過，機(jī)遇已經(jīng)擺在大家面前，低頭做事、抬頭看天的企業(yè)才會突圍成功。
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