阿里要做的「中國芯」,是不是能救中國的那顆「芯」?
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阿里巴巴收購中天微、自主研發「中國芯」,打響了中美貿易反擊戰「第一槍」的消息,給「芯痛」的中國注入一劑強「芯」針,輿論似乎又看到了中國晶片彎道超車的機會。
事實上,我們應該正視的是:
中國晶片產業要走的道路還有很長,雖然一直在努力,但晶片行業的高壁壘使得短期內很難彎道超車。
之所以這麼說,是因為集成電路產業鏈極其複雜,包括軟體(EDA工具)、設計、製造、封測、材料、設備等。
自主設計不等於自主製造,擁有硬體不等於也能生產軟體,中低端晶片不等於高端晶片,專用晶片市場潛力大不等於可以取代通用晶片……
問題來了,在「晶片」刷屏的日子裡,我們最需要知道的可能是,我們所談論的「晶片」,到底是哪種「晶片」。
高中低端晶片分類
數字晶片、模擬晶片皆有高中低晶片之分。
簡單來說,高端晶片解決很多複雜問題,中端晶片解決單個複雜問題,低端晶片解決一個簡單問題。
在大家比較熟悉的晶片中,CPU、GPU、基於FPGA架構(現場可編程門陣列)的深度學習晶片和ASIC(專用集成晶片)等皆屬於高端通用晶片,稍有不同的是,基於 FPGA 或 ASIC 的深度學習晶片多用於人工智慧領域,特別是用於智能攝像頭,因此更像是可編程的專用晶片。
阿里巴巴達摩院昨日宣布正在研發的神經網絡晶片——Ali-NPU,即是用於圖像視頻分析、機器學習等AI推理計算的專用晶片。
2017年以來,隨著人工智慧逐漸走向應用層,AI 晶片成為一股創業浪潮。
在這波浪潮中興起的寒武紀、地平線、深鑒科技等,無不是基於 FPGA 或 ASIC 的專用晶片。
值得一提的是,目前走得最快、已有晶片應用到華為手機上的寒武紀,是有中科院背景的「國家隊」。
而
FPGA、ASIC 依然全部依賴進口。
晶片產業困局、集成電路板 / 視覺中國
比之於通用晶片,AI晶片門檻較低。
「中美晶片領域整體差距在10年以上,AI相關領域是難得的同一起跑線的行業了。
」深鑒科技 CEO 姚頌告訴尋找中國創客。
松禾創新基金投資總監梁輝曾在華為從事晶片方面業務。
據梁輝介紹,要判斷這些 AI 晶片是否受制於外方,要看他們在算法中是否使用了CPU 的 IP 核。
「據我了解,有的 AI 晶片方案在算法中包括的 ARM 的核,那這樣核的 IP 肯定還是使用的國外的 IP。
而有些純做 ASIC 算法的,就跟核沒關係了。
這種情況下,如果整個設計都掌握在自己手中,就不會受國外影響。
」
據尋找中國創客(ID:xjbmaker)記者了解,目前,提供CPU IP Core技術的主要是ARM、AMD、IBM等英美公司。
前文提到的阿里巴巴收購的中天微,是目前中國大陸唯一大規模量產的自主嵌入式CPU IP核公司。
這一舉動雖彰顯了Jack 馬自研晶片的決心,但有晶片行業資深人士認為,中天微的CPU IP核與 ARM、IBM 顯然不在同一檔次。
「據我了解,國內目前 CUP 想要跟
Intel 對標,還是很難以企及的。
」
而從應用場景劃分,手機移動處理器、高級自動駕駛主控晶片、用於發展5G 通訊的晶片等,均屬於高端晶片。
手機晶片方面,其中聯發科、高通在手機晶片市場幾乎占據壟斷地位,幾乎所有安卓系統旗艦手機均採用高通驍龍處理器,而中低端安卓機型一般採用聯發科處理器。
蘋果、三星、華為較為特殊,使用其自研處理器。
有接近華為晶片內部人士告訴尋找中國創客(ID:xjbmaker)記者,第一代華為麒麟晶片尚不成熟,但華為手機整體設計掩蓋了晶片的缺點,這才讓晶片可以落地使用,給了晶片產品疊代升級的機會。
而這一過程,華為花了近20年。
在自動駕駛領域,圖森未來 CEO陳默告訴尋找中國創客(ID:xjbmaker)記者,國內L4級別以上自動駕駛的主控晶片只有英偉達的 GPU 可以用。
圖森未來採用的方案是由主控計算單元計算,攝像頭中沒有增加端側晶片。
「國內公司做出符合 L4級別自動駕駛的主控晶片很難,但如果做ADAS專用晶片,我認為還是可以的。
通用型晶片國內做得也少,一般做 AI 專用晶片。
」
通用晶片 VS 專用晶片
關於通用晶片和專用晶片的爭執從未停止過。
曾經有觀點認為,專用晶片才是未來新的增長點。
持這一觀點的人認為,雖然從通用性和可修改性來說,通用晶片具有很大優勢,但從針對性和功耗等方面考慮,通用晶片在設計之初需要加入很多預留的模塊,所以功耗會很高,賣得也貴。
而專用晶片因為是專門針對單一功能設計的,很多東西已經硬化、塊化,所以它的速度快、功耗低,相應成本低,電費也少。
但陳默認為,專用晶片開發周期長,用途也並不靈活。
「GPU可以通過純軟體增加或更改,升級功能。
專用晶片不行。
」因此,專用晶片僅適用於已經穩定的單一任務。
雖然專用晶片市場廣闊,但對中國企業來說依然有挑戰。
因為即便是掌握了晶片設計、封測等技術,但在軟體(EDA工具)、製造、設備等方面,高端「中國芯」依然面臨諸多困境。
「EDA 軟體工具目前還掌握在CADENCE、SYNOPSYS等外國公司手中。
而據我所知,SYNOPSYS已經對中興停售。
」
中興手機 / 視覺中國
在設備方面,光刻機是晶片製造的核心設備之一,據媒體報導,全球最大晶片光刻設備市場供貨商ASML是為數不多的廠家之一。
但就是這樣核心的設備,卻對中國禁售。
即使賣給中國,也是落後好幾代的設備。
受限於製造工業,即便是在設計方面已經與高通驍龍晶片不相上下的麒麟970,在製造環節仍然不得不由台積電代工。
據了解,寒武紀、地平線等也都選擇與境外製造商合作。
中興所需要的高端晶片,是經由數十年的技術積累和研發,憑藉長期的巨額投入才能涉足的領域。
美國的NVIDIA、Intel作為GPU、CPU這兩種最典型高端晶片的頂級玩家,無一不是經過長期技術積累才取得的領先優勢,他們就是微電子行業中掌握了關鍵原料「油」和「鹽」的人。
這一兩年AI概念的爆紅帶火了NPU、TPU等一大批「人工智慧專用晶片」。
行業最初普遍使用GPU作為人工智慧的訓練和計算平台,但由於功耗過大、算力浪費,才產生了所謂的「人工智慧專用晶片」。
也就是說,這些晶片實際上只解決機器學習算法的歸納問題,所以美國對中興的禁售令才顯得如此有衝擊力。
阿里今日宣布全資收購「中國大陸唯一的自主嵌入式CPU IP Core公司」的中天微系統有限公司,而「IP Core」相關的技術正是自主研發高端晶片的核心技術,在這一賽道上,阿里的競爭對手則是NVIDIA、Intel、AMD這樣的一線大廠。
無論如何,這一舉動也表明了阿里正式進入這一領域、支持國產高端晶片製造的決心。
記者 | 蔡浩爽 李鍾豪
編輯 | 趙力
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