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隨著社會逐漸步入信息化時代，作為信息的重要載體——芯片，已經(jīng)無處不在，智能手機、電腦、家電、汽車、高鐵、電網(wǎng)、醫(yī)療儀器、機器人、工業(yè)控制等各種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)等領(lǐng)域，芯片都有所應(yīng)用，目前，芯片已經(jīng)成為高端制造業(yè)的基石。
目前，半導(dǎo)體芯片是世界上最難掌握的核心技術(shù)之一，是衡量一個國家科技實力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。如今，2021年已經(jīng)過去，維科網(wǎng)·電子工程盤點了這一年里最受關(guān)注的十大芯片產(chǎn)品，讓我們來看下芯片產(chǎn)業(yè)都有哪些突破。
1．華為推出首款RISC－V芯片
2021年12月，華為海思公布了一款全新的高清電視芯片Hi3731V110，該芯片或成為華為首款基于RISC-V架構(gòu)的芯片。
據(jù)了解，這顆芯片的CPU部分是海思自研的RISC-VCPU，而DSP、ISP等均是華為自研的，支持支持全球各種制式的模擬電視，支持主流的視頻格式，支持主流的音頻格式，集成海思自研的SWS音效處理芯片。
據(jù)官方介紹，Hi3731V110是一款支持全球各種制式的模擬電視(ATV)主處理芯片，內(nèi)置海思自研RISC-VCPU，采用LiteOS操作系統(tǒng)，支持NTSC/PAL/SECAM制式解調(diào)，支持USB播放，支持主流的視頻格式包括MPGE2，H.264，H.265，RMVB等，支持主流音頻解碼及音效處理，以及海思自研的SWS音效處理，支持CVBS/YPbPr/VGA/HDMI1.4輸入，內(nèi)置Memory，支持LVDS和miniLVDS接口，支持主流的Tconless屏。
同時這顆芯片支持華為鴻蒙系統(tǒng)，在使用這顆芯片后，電視將可以直接使用華為鴻蒙系統(tǒng)，這樣降低電視廠商們的研制門檻。
在芯片制程工藝方面，這顆芯片并程沒有作出介紹，但預(yù)計在28nm以上，畢竟目前主流電視芯片，大多都采用了28nm、40nm制程，所以這顆芯片也很有可能采用28nm以上的制程工藝。
點評：相較于X86和Arm架構(gòu)，RISC-V具有完全開源、架構(gòu)簡單、易于移植、模塊化設(shè)計、完整工具鏈支持等特點，適用于現(xiàn)代云計算、智能手機和小型嵌入式系統(tǒng)。RISC-V有大量的開源實現(xiàn)和流片案例，得到很多芯片公司的認(rèn)可，未來有望成為和X86、ARM比肩的重要架構(gòu)
業(yè)內(nèi)表示，RISC-V將成為未來智能物聯(lián)網(wǎng)時代一個非常重要的處理器指令集架構(gòu)，也為國內(nèi)處理器IP自主可控提供了一個重要機遇，而華為使用該架構(gòu)研發(fā)芯片，或許能找到突破國際封鎖的另一種可能性。
2．手機芯片三巨頭
天璣9000
2021年12月16日，聯(lián)發(fā)科舉行了天璣旗艦戰(zhàn)略暨新平臺發(fā)布會，會上正式發(fā)布了新一代天璣9000旗艦5G移動平臺。
在性能方面，天璣9000率先采用臺積電4nm先進(jìn)制程，CPU采用面向未來十年的新一代Armv9架構(gòu)，包含1個主頻高達(dá)3.05GHz的ArmCortex-X2超大核、3個主頻高達(dá)2.85GHz的ArmCortex-A710大核和4個主頻為1.8GHz的ArmCortex-A510能效核心，內(nèi)置14MB超大容量緩存組合。相比2021年安卓旗艦，性能提升35%，能效提升37%。
此外，天璣9000還搭載ArmMali-G710旗艦十核GPU，支持LPDDR5X內(nèi)存，傳輸速率可達(dá)7500Mbps，支持雙通道UFS3.1閃存。
點評：天璣9000的發(fā)布，或?qū)⒊蔀槁?lián)發(fā)科在全球手機芯片市場上超越三星的一大重要手段。
高通驍龍8gen1
2021年12月1日，國際知名移動芯片廠商高通準(zhǔn)時召開驍龍技術(shù)峰會，并發(fā)布了驍龍8Gen15G芯片，將于2021年底投入商用。
高通驍龍8Gen15G芯片搭載全新的Cortex-X2超大核，主頻3.0GHz，與驍龍888Plus的X1超大核類似；三顆Cortex-A710大核主頻2.5GHz；四顆Cortex-A510小核主頻1.8GHz。
另外，該芯片此次采用的是三星4nm制程工藝，配備新一代ARMCortex-X2、A710、A510CPU核心架構(gòu)，以及新一代AdrenoGPU圖形單元，CPU性能提升20%，能耗減少30%；GPU性能提升30%，能耗減少25%；集成了FastConnect6900網(wǎng)絡(luò)解決方案，基于驍龍X655G基帶，WiFi速度可到3.6Gbps。
點評：驍龍8Gen1是高通公司第一款使用Arm公司最新Armv9架構(gòu)的芯片。但在工藝上仍是采用三星的4nm工藝，作為一款旗艦級芯片，在性能方面不會出現(xiàn)太大問題，需要擔(dān)心的是三星的工藝會不會又翻車......
紫光展銳唐古拉T770、T760
2021年12月，紫光展銳舉辦發(fā)布會，正式發(fā)布了2顆6nm的5G芯片，而這也是展銳第二代5G芯片了，命名分別為唐古拉T770、唐古拉T760，目前這兩顆芯片已經(jīng)實現(xiàn)了客戶產(chǎn)品量產(chǎn)。
這2顆芯片基于臺積電的6nmEUV工藝，均是8核CPU，不過T770是1+3+4這樣的三簇設(shè)計，而T760則是4+4這樣的兩簇設(shè)計，T770性能更強一些。
另外在多媒體、相機性能、AI性能上，T770也更強一點，支持4K60fps視頻編碼、最高支持1.08億像素攝像頭、四核ISP等主要面向的是中、高檔5G手機，而T760則面向的是中、低檔手機。
而按照紫光展銳的說法，第二代5G芯片平臺，相比于上一代產(chǎn)品性能最高提升100%以上，集成度提升超過100%，整體功耗降低約37%，同時也會有基于這兩款芯片的5G手機問世了。
點評：目前在全球手機芯片市場上，高通、聯(lián)發(fā)科名列前茅，而紫光展銳也已經(jīng)擠進(jìn)前四，僅次于蘋果，市場份額大約為10%左右。
如果紫光展銳發(fā)展順利，繼續(xù)提升在SoC芯片設(shè)計領(lǐng)域的市場份額，進(jìn)入全球前3，將有望成為華為海思的接棒者。
3．OPPO首顆6nm自研NPU芯片
2021年12月14日，OPPO在未來科技大會上發(fā)布首款影像專用NPU芯片——馬里亞納MariSiliconX，采用臺積電6nm先進(jìn)制程工藝，預(yù)計將于明年一季度在高端旗艦FindX系列新品首發(fā)搭載。
并且由于市面上沒有任何獨立6nmNPU的參考設(shè)計，馬里亞納X從架構(gòu)設(shè)計、核心IP設(shè)計、邏輯設(shè)計到物理設(shè)計均是OPPO自研。
在性能方面，這顆NPU帶來了18TOPS的算力，超過蘋果A15；運行OPPOAI降噪模型的速度是達(dá)到FindX3Pro(驍龍888)的20倍，能效達(dá)到40倍。擁有最高支持人眼級別的20bitUltraHDR，能覆蓋100萬：1的最大亮度范圍，是目前行業(yè)主流HDR能力(驍龍8、天璣9000)4倍。
有行業(yè)人士解釋道，馬里亞納X是一個由ISP和AI加速器組成的NPU，包含MariLumi影像處理單元和MariNeuroAI計算單元。
與其他應(yīng)用場景相比，手機計算影像是對算力要求最高的環(huán)節(jié)，所以芯片優(yōu)化的方向應(yīng)該聚焦影像。
點評：OPPO成功研發(fā)出完全自主的芯片，將為其帶來強勁的核心競爭力，同時，國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步擺脫受制于人的局面。
4．國內(nèi)首款自研內(nèi)生安全交換芯片“玄武芯”ESW5610正式發(fā)布
2021年12月19日消息，據(jù)央視新聞報道稱，近日，我國自主研制的首款內(nèi)生安全交換芯片“玄武芯”ESW5610正式對外發(fā)布，這將大大提高國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)安全問題。
據(jù)了解，“玄武芯”ESW5610是由天津市濱海新區(qū)信息技術(shù)創(chuàng)新中心研制，是國家“核高基”科技重大專項課題成果，旨在破解我國能源、金融、交通、電力等高安全等級信息基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)安全問題。
ESW5610芯片設(shè)計吞吐能力128Gbps，支持48GE、8×10GE、10×10GE等多種接口模式，采用了硬件木馬去協(xié)同、動態(tài)ID變換、多維表項防護(hù)、異構(gòu)轉(zhuǎn)發(fā)引擎等多項安全構(gòu)造技術(shù)，對高安全等級網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中廣泛部署的接入級交換芯片進(jìn)行了內(nèi)生安全設(shè)計，可有效抵御已知與未知漏洞后門的攻擊，指數(shù)級提升網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的安全性。
“玄武芯”ESW5610基于網(wǎng)絡(luò)空間擬態(tài)防御技術(shù)，面向黨政軍等交換設(shè)備的高安全需求，創(chuàng)新交換芯片內(nèi)生安全架構(gòu)及數(shù)據(jù)擬態(tài)化處理機制，突破了動態(tài)高階去協(xié)同數(shù)據(jù)處理、動態(tài)異構(gòu)冗余數(shù)據(jù)解析、動態(tài)用戶身份隱藏、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表項防護(hù)、安全可編程隧道等技術(shù)。該芯片目前通過了第三方權(quán)威機構(gòu)組織的入網(wǎng)測試和內(nèi)生安全測試，全面證明了交換機不怕漏洞后門攻擊的內(nèi)生安全效應(yīng)，累計申請發(fā)明專利37項，曾于去年榮獲2020年度第十五屆“中國芯”新銳產(chǎn)品獎。
點評：“玄武芯”的誕生，將為我國在多項領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)安全問題提供有效保障，該款芯片可用于指導(dǎo)芯片、設(shè)備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件和應(yīng)用軟件等的設(shè)計，廣泛服務(wù)于信息系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，將為國內(nèi)安全芯片市場帶來多元化生態(tài)需求。
5．阿里倚天710芯片
10月19日，2021云棲大會現(xiàn)場，阿里巴巴旗下半導(dǎo)體公司平頭哥發(fā)布自研云芯片倚天710。該芯片是業(yè)界性能最強的ARM服務(wù)器芯片，性能超過業(yè)界標(biāo)桿20%，能效比提升50%以上。
據(jù)悉，倚天710是阿里云推進(jìn)“一云多芯”策略的重要一步，也是阿里第一顆為云而生的CPU芯片，將在阿里云數(shù)據(jù)中心部署應(yīng)用。
據(jù)介紹，倚天710采用業(yè)界最先進(jìn)的5nm工藝，單芯片容納高達(dá)600億晶體管；在芯片架構(gòu)上，基于最新的ARMv9架構(gòu)，內(nèi)含128核CPU，主頻最高達(dá)到3.2GHz，能同時兼顧性能和功耗。在內(nèi)存和接口方面，集成業(yè)界最領(lǐng)先的DDR5、PCIe5.0等技術(shù)，能有效提升芯片的傳輸速率，并且可適配云的不同應(yīng)用場景。
為解決云計算高并發(fā)條件下的帶寬瓶頸，倚天710針對片上互聯(lián)進(jìn)行了特殊優(yōu)化設(shè)計，通過全新的流控算法，有效緩解系統(tǒng)擁塞，從而提升了系統(tǒng)效率和擴展性。在標(biāo)準(zhǔn)測試集SPECint2017上，倚天710的分?jǐn)?shù)達(dá)到440，超出超過業(yè)界標(biāo)桿20%，能效比提升50%以上。
點評：一直以來，平頭哥堅持自研技術(shù)與開源開放并進(jìn)，倚天710芯片的推出，說明平頭哥已成為全球僅有的少數(shù)幾家能設(shè)計出頂級性能CPU的公司，在芯片領(lǐng)域，平頭哥已經(jīng)初露崢嶸。
6．寒武紀(jì)思元370芯片
2021年11月3日晚間，寒武紀(jì)宣布推出自研第三代云端AI芯片思元370，及搭載該芯片的MLU370-S4、MLU370-X4加速卡和全新升級的CambriconNeuware軟件棧。
思元370是寒武紀(jì)首款采用chiplet(芯粒)技術(shù)的AI芯片，應(yīng)該也是國內(nèi)首顆chipletAI芯片?；谂_積電7nm制程工藝，整體集成了390億個晶體管，最大算力達(dá)到256TOPS(INT8)，這一數(shù)據(jù)是寒武紀(jì)第二代產(chǎn)品思元270算力的2倍。
憑借寒武紀(jì)最新智能芯片架構(gòu)MLUarch03，相較于峰值算力的提升，思元370實測性能表現(xiàn)非常亮眼：同功率性能超過T4兩倍還多，完成同樣的任務(wù)，功耗可以是A10的一半。
自思元100以來，寒武紀(jì)在三年之內(nèi)已經(jīng)連續(xù)推出三代云端AI芯片，最新一代產(chǎn)品在工藝制程、架構(gòu)、指令集和軟件等方面有了全面的提升，實現(xiàn)了同級芯片的頂尖水平。
點評：隨著技術(shù)更迭，以云平臺、智能汽車、機器人等人工智能領(lǐng)域為代表的不同領(lǐng)域?qū)I專用芯片的需求也將不斷增大，人工智能芯片市場將迎來增長期。
寒武紀(jì)這次發(fā)布的AI芯片已經(jīng)達(dá)到了頂尖芯片水準(zhǔn)，這將為其帶來強大的核心競爭力，從而在國內(nèi)日益增長的人工智能市場中占據(jù)更多的話語權(quán)。
7．長光辰芯國產(chǎn)8K超高清圖像傳感器芯片通過驗收
2021年10月，由國內(nèi)企業(yè)長光辰芯聯(lián)合浙江華?？萍脊煞萦邢薰尽⑸钲谑写蠼畡?chuàng)新科技有限公司及深圳市大疆百旺科技有限公司等數(shù)家企業(yè)聯(lián)合研發(fā)的8K超高清圖像傳感器芯片正式通過驗收，該芯片能夠達(dá)到最高4900萬像素，在影像方面實現(xiàn)對8K超高清圖像、視頻拍攝的需求。
據(jù)了解，長光辰芯所研發(fā)的圖像傳感器芯片，擁有8K全畫幅、背照、堆棧式技術(shù)，該芯片分辨率為4900萬像素，采用了4.3微米的像素設(shè)計，讀出噪聲小于2e-，單幅動態(tài)范圍達(dá)到87dB；芯片采用了最先進(jìn)的背照式、堆棧工藝，在16bitADC輸出下，8K模式下幀頻高達(dá)120fps，4K模式幀頻高達(dá)240fps。長光辰芯所同期發(fā)布的兩款芯片可以滿足8K廣播電視、單反相機、無人機、高端8K視頻監(jiān)控等諸多行業(yè)的需求，加快我國超高清產(chǎn)業(yè)升級的步伐，并完全實現(xiàn)了全國產(chǎn)化、自主可控、且具備市場競爭力，為我國圖像傳感器芯片領(lǐng)域開啟了新篇章，同時，長光辰芯還將專業(yè)攝影作為公司的下一個重要市場方向。
點評：一直以來，國內(nèi)相機、手機、影像領(lǐng)域所需要用到的圖像傳感器芯片都需要從國際廠商手中進(jìn)口獲得。
為突破這一限制，實現(xiàn)國產(chǎn)圖像傳感器芯片自給自足。國家工信部成立重大專項“8K超高清圖像傳感芯片及系統(tǒng)應(yīng)用”，旨在研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的8K超高清CMOS圖像傳感器芯片及攝像系統(tǒng)，打破我國超高清成像芯片及系統(tǒng)長期依賴國外進(jìn)口、發(fā)展嚴(yán)重受限的局面。
經(jīng)過三年的研發(fā)，長光辰芯突破了多項關(guān)鍵技術(shù)和堆棧式工藝，成功研發(fā)出8K超高清圖像傳感器芯片，該款芯片足以滿足國內(nèi)8K廣播電視、單反相機、無人機、高端8K視頻監(jiān)控等諸多行業(yè)的需求，并進(jìn)一步加快了我國超高清產(chǎn)業(yè)升級的步伐。
8．龍芯3C5000服務(wù)器CPU完成研制
2021年11月，中國科學(xué)院網(wǎng)站報道稱，龍芯中科技術(shù)股份有限公司完成了基于自主LoongArch指令系統(tǒng)的龍芯3C5000服務(wù)器CPU的研制。
據(jù)了解，龍芯3C5000L是龍芯中科專門面向服務(wù)器領(lǐng)域的通用處理器?；邶埿?A5000處理器，采用全新的龍芯自主指令系統(tǒng)(LoongArch?)，在提高集成度的同時保持系統(tǒng)和軟件與龍芯3A5000完全兼容。
在性能方面，龍芯3C5000服務(wù)器CPU內(nèi)部集成16個高性能的龍芯LA464處理器核、32MB的共享片上高速緩存和4個64位DDR4-3200內(nèi)存控制器，主頻2.1-2.3GHz，單芯片雙精度浮點峰值運算速度超過0.5TFLOPS，綜合性能接近市場主流服務(wù)器CPU產(chǎn)品的水平，可全面滿足云計算、數(shù)據(jù)中心的性能需求。
點評：眾所周知，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等的興起，數(shù)據(jù)中心作為基礎(chǔ)設(shè)施，越來越重要，而服務(wù)器芯片在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的重要性不言而喻。
如今，龍芯3C5000L已經(jīng)達(dá)到了國際主流水平，這意味著在服務(wù)器芯片領(lǐng)域，國產(chǎn)芯片已經(jīng)追趕上國際水平，打破了國際廠商壟斷局面，對于國外的芯片的依賴性有所降低，再加上龍芯是自研的LoongArch，完全自主可控，意味著龍芯不容易再被卡脖子。
9．吉利發(fā)布國內(nèi)首款7nm汽車芯片
2021年12月10日，芯擎科技正式發(fā)布車用芯片品牌“龍鷹”及首款國產(chǎn)7納米智能座艙芯片“龍鷹一號”。
該系列首發(fā)的“龍鷹一號”于今年十月實現(xiàn)成功流片，而“龍鷹”系列芯片也將提供汽車電子芯片的整體解決方案，進(jìn)軍汽車智能化市場。
這款“龍鷹一號”7納米車規(guī)級智能座艙芯片歷時30個月，能夠達(dá)到AEC-Q100Grade3級別，采用符合ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)的安全島設(shè)計，內(nèi)置獨立的SecurityIsland信息安全島，提供高性能加解密引擎，支持SM2、SM3、SM4等國密算法，支持安全啟動，安全調(diào)試和安全OTA更新等。
“龍鷹一號”智能座艙芯片還為智能座艙集成了“一芯多屏多系統(tǒng)”，整合語音識別、手勢控制、液晶儀表、HUD、DMS以及ADAS融合等功能，讓駕駛?cè)讼硎芨庇^、更富個性化的交互體驗。
在性能方面，“龍鷹一號”采用臺積電7nm工藝，87層電路，Die的面積為83平方毫米，集成了88億晶體管，4+4的8核CPU設(shè)計，14核的GPU。
其中4個CPU大核是ARM的A76，主頻達(dá)到2.4GHz，4個小核為A55，CPU算力達(dá)到90KDMIPS，AI算力達(dá)到了8TOPS，而14核GPU則達(dá)到了900GFLOPS的算力，總體性能與高通7nm的旗艦智能座艙芯片8155已經(jīng)非常接近了，處于同一水平。
點評：曾經(jīng)的燃油車時代，底盤、變速箱、發(fā)動機是核心。但到了智能汽車時代，三電系統(tǒng)(電池、電控、電機)、自動駕駛、智能座艙成為汽車核心。
而自動駕駛、智能座艙都離不開芯片，所以說車規(guī)芯片又是核心中的核心，是一臺車的真正靈魂。
吉利汽車成功研發(fā)出國際水準(zhǔn)的車規(guī)級芯片，追上了日韓美廠商先進(jìn)水平，使人不由得期待今后吉利芯片在汽車領(lǐng)域的表現(xiàn)。
10．國內(nèi)首款1．6Tb／s硅光互連芯片研制成功
2021年12月27日，來自國家信息光電子創(chuàng)新中心消息顯示，中國信息通信科技集團(tuán)光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國家重點實驗室聯(lián)合國家信息光電子創(chuàng)新中心(NOEIC)、鵬城實驗室，在國內(nèi)率先完成了1.6Tb/s硅基光收發(fā)芯片的聯(lián)合研制和功能驗證！
據(jù)介紹，研究人員分別在單顆硅基光發(fā)射芯片和硅基光接收芯片上集成了8個通道高速電光調(diào)制器和高速光電探測器，每個通道可實現(xiàn)200Gb/sPAM4高速信號的光電和電光轉(zhuǎn)換，最終經(jīng)過芯片封裝和系統(tǒng)傳輸測試，完成了單片容量高達(dá)8×200Gb/s光互連技術(shù)驗證。
點評：此次國內(nèi)首款1.6Tb/s硅光互連芯片在NOEIC完成研制，不僅實現(xiàn)了我國硅光芯片技術(shù)向Tb/s級的首次跨越，更為我國下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的寬帶互連提供了可靠的光芯片解決方案。
該芯片的研發(fā)，刷新了國內(nèi)此前單片光互連速率和互連密度的最好水平，展現(xiàn)出硅光技術(shù)的超高速、超高密度、高可擴展性等突出優(yōu)勢，為下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的寬帶互連提供了可靠的光芯片解決方案。
原標(biāo)題：2021TOP10芯片！華為首顆RISC-V架構(gòu)芯片發(fā)布
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