未來可期！「中國芯」正強勢崛起！

隨著經濟的快速發展，中國對晶片產業的重視程度超越以往。

2015—2016年，中國晶片設計企業從736家猛增到1362家，2017年，國內晶片設計企業總數達1380家，在全球中占有的比率為14.5%。

近年來，國家與企業加大對「中國芯」的投入，在晶片研發上取得了一些成績，中國自主研發的「晶片」也相繼問世。

晶片是一個知識密集型產業，做晶片急不來，那麼發展至今，國產的有代表的「晶片」有哪些？

1、中國第一枚通用CPU——龍芯

提起國產晶片，中國科學院計算所不得不提，龍芯中科研製的處理器產品包括龍芯1號、龍芯2號、龍芯3號三大系列，涵蓋小、中、大三類CPU產品。

龍芯1號是一款通用CPU，也是中國第一枚通用CPU。

它採用的是RISC指令集，2002年8月10日，首片龍芯1號龍芯XIA50流片成功，龍芯1號的頻率為266MHz。

2005年4月18日，龍芯2號研製成功，它的頻率最高為1GHz，採用0.18微米的工藝，實際性能與1GHz的奔騰4性能相當，是龍芯1號實測性能的10到15倍。

龍芯2號樣機能夠運行完整的64位中文Linux作業系統，全功能的Mozilla瀏覽器、多媒體播放器和Open Office辦公套件，具備了桌面PC的基本功能。

龍芯3號系列包含龍芯3A和龍芯3B

龍芯3A的工作頻率為900MHz～1GHz，是首款國產商用4核處理器， 峰值計算能力達到16GFLOPS。

龍芯3B是首款國產商用8核處理器，主頻達到1GHz，支持向量運算加速，峰值計算能力達到128GFLOPS，具有很高的性能功耗比。

龍芯不只是沉醉於實驗室的「晶片產品」，它已經成功流片，並於2015年在中國發射的北斗衛星上應用。

龍芯產品在性能上與主流的CPU有差距，尤其在算力與功耗上，沒法與英特爾的產品競爭，但隨著國產研發實力的增強，未來提升空間很大，搶占國內市場不是不可能。

2、國內首款具有完全自主智慧財產權的GPU——JM5400

GPU一直是國內的一塊「芯病」，長期被英偉達等國外企業壟斷。

2014年4月，景嘉微電子成功研製出國內首款具有完全自主智慧財產權的圖形處理晶片——JM5400，在多項性能上達到或優於常用國外產品。

JM5400採用65nm CMOS工藝，內核時鐘頻率最大550MHz，存儲器時鐘頻率最大800MHz，軟體可配置，片上封裝兩組DDR3存儲器，每組位寬32位，共1GB容量，功耗不超過6W，內部各功能模塊可獨立關閉，可進一步減少功耗，FCBGA 1331腳，MCM封裝。

JM5400於2014年5月流片成功，可廣泛應用於有高可靠性要求的圖形生成及顯示等領域，滿足機載、艦載、車載環境下圖形系統的功能與性能要求，全面替代M9、M54、M72、M96、IMX6等國外晶片。

目前，JM5400已被確定用於神舟飛船等多項國家重大工程，未來的國產計算機中將會大量使用這顆「中國芯」。

據悉，JM5400晶片的升級版本JM7000圖形處理器晶片已經研製成功併流片。

它在硬體上採用了更加先進的28nm工藝製造，增加了片內顯存的容量，集成了CPU核。

功能上，增加了硬體高清解碼能力，支持更高的OpenGL版本，支持更高速的總線接口。

性能上，圖像處理能力增加2倍以上，總線帶寬增加數百倍。

JM5400作為一款有著特殊意義的產品，雖然性能沒法和英偉達巨頭的產品相提並論，但仍值得鼓勵，希望它早日占領中國GPU市場，打破國外壟斷。

3、全球首款內置獨立NPU的智慧型手機AI計算平台——海思麒麟970晶片

華為海思是一家半導體公司，前身是華為集成電路設計中心，它因自主研發的麒麟晶片備受關注，海思麒麟970晶片是一款非常具有跨時代意義的國產晶片產品。

麒麟970晶片最大的特徵是設立了一個專門的AI硬體處理單元—NPU（神經元網絡），用來處理海量的AI數據，它採用了台積電10nm工藝，首次集成NPU採用了HiAI移動計算架構，其AI性能密度大幅優於CPU和GPU，在處理同樣AI任務時，麒麟970新的異構計算架構擁有大約50倍能效和25倍性能優勢。

2017年10月16日在德國慕尼黑電子展，華為發布首款採用麒麟970的手機Mate 10。

今年，華為對媒體披露了華為麒麟970晶片的升級版——麒麟980晶片，這一款晶片在性能上更上一層樓。

據悉，它採用台積電7納米工藝，同時搭載寒武紀的1M人工智慧NPU，集成ARM最新A77核心架構，最高主頻可達2.8GHz。

作為國產晶片的代表企業，華為研製「中國芯」是認真的。

4、中國第一款雲端智能晶片——寒武紀 MLU100晶片

2018年5月3日，中科院在上海發布了我國首款雲端人工智慧晶片——寒武紀MLU100。

這是一款向人工智慧領域的大規模的數據中心和伺服器提供的核心晶片，它可支持各類深度學習和經典機器學習算法，充分滿足視覺、語音、自然語言處理、經典數據挖掘等領域複雜場景下的雲端智能處理需求。

與傳統的終端晶片相比，雲端智能晶片規模更大，結構更複雜，運算能力更強。

寒武紀MLU100雲端人工智慧晶片採用寒武紀最新的MLUv01架構和TSMC16nm的先進工藝，可工作在平衡模式和高性能模式下，平衡模式下的等效理論峰值速度達每秒128萬億次定點運算，高性能模式下的等效理論峰值速度可達每秒166.4萬億次定點運算，而典型板級功耗僅為80瓦，峰值功耗不超過110瓦。

目前寒武紀 MLU100晶片已經應用在相關產品之中，聯想集團推出搭載MLU100智能處理卡的雲端智能伺服器SR650，它打破了37項伺服器基準測試的世界紀錄。

科大訊飛將寒武紀智能處理器應用於語音智能處理，測試顯示其能耗效率領先競爭對手的雲端GPU方案5倍以上。

中科曙光也推出了搭載寒武紀晶片的「PHANERON」伺服器產品及人工智慧管理平台SothisAI。

與中科院淵源頗深的寒武紀，在成立不到兩年的時間裡，推出如此多代表性「晶片」產品，讓人期待與敬佩。

5、中國設計算力最高的AI晶片——百度「崑崙」

2018年7月4日，百度在2018年百度AI開發者大會上宣布推出雲端全功能AI晶片「崑崙」，據悉，它是中國第一款雲端全功能AI（人工智慧）晶片，也是業內設計算力最高的AI晶片。

它的運算能力比最新基於FPGA的AI加速器，性能提升了近30倍。

它包含訓練晶片崑崙818-300，推理晶片崑崙818-100。

據百度李彥宏介紹，「崑崙」是在大規模AI運算實踐中催生出的晶片，基於百度8年的CPU、GPU和FPGA的AI加速器的研發，20多次疊代而生。

它能針對語音、NLP、圖像等專門優化，同等性能下成本降低10倍，同時支持paddle等多個深度學習框架，編程靈活度高、支持訓練和預測。

據介紹，「崑崙」算力強大，100+瓦特功耗下提供260Tops性能，能同時滿足訓練和推斷的需求，除了常用深度學習算法等雲端需求，還能適配自然語言處理、語音識別、自動駕駛、推薦等具體終端場景計算需求。

百度近幾年在AI上投入了巨大的財力、物力、人力，今年推出「崑崙」晶片也讓大家更相信它對人工智慧的看好。

「度娘」不僅是顏值擔當，實力也是國內翹楚，值得稱讚。

總結：晶片國產化進程註定是一場艱難的「馬拉松」賽跑，畢竟發展落後於國外二十多年，想實現彎道超車，沒那麼容易。

晶片研發不像網際網路應用，開發一個APP火了就成功，它需要與設計、研發、材料、工藝等產業相結合，形成強大的供應鏈系統，方能破解「芯痛」之結，急於求成是不行的，希望我們也給企業一些時間，讓它們沉下心做研發，有了上面這些企業做榜樣，「中國芯」未來可期。