中國35家CPU/GPU/FPGA芯片廠商調(diào)研報(bào)告

去年AspenCore分析師團(tuán)隊(duì)匯編發(fā)布了《30家國產(chǎn)數(shù)字芯片廠商調(diào)研報(bào)告》，囊括了具有代表性的30家國產(chǎn)CPU、GPU、FPGA和存儲器芯片廠商。過去一年來，國產(chǎn)數(shù)字芯片行業(yè)涌現(xiàn)出更多有技術(shù)實(shí)力和增長潛力的公司，本文在原來數(shù)字芯片報(bào)告的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了CPU、GPU和FPGA廠商陣營，匯編成為《35家國產(chǎn)處理器芯片(CPU/GPU/FPGA)廠商調(diào)研報(bào)告》。

CPU技術(shù)與產(chǎn)業(yè)白皮書

2023年半導(dǎo)體策略：但行“芯”路，不問“硅”期 2023年半導(dǎo)體設(shè)備：聚焦自主可控和國產(chǎn)化替代HotChips34 CXL2/3內(nèi)存技術(shù)合集Hotchips 34 Intel CPU處理器合集中國顯卡行業(yè)：顯卡挖礦時(shí)代落幕背后的市場走向（2022）元宇宙2023：硬件的大年中國PLC行業(yè)研究報(bào)告（2022） 2022年全球半導(dǎo)體行業(yè)展望（KPMG） 《智能運(yùn)維行業(yè)報(bào)告及白皮書合集》 微導(dǎo)納米報(bào)告：光伏+半導(dǎo)體雙線突破 IC行業(yè)：IC景氣逐步觸底，射頻周期復(fù)蘇（2023）

國產(chǎn)CPU

國產(chǎn)CPU處理器主要面向PC、服務(wù)器、嵌入式系統(tǒng)、手機(jī)和平板、安防監(jiān)控、汽車，以及視頻和多媒體處理等應(yīng)用市場。AspenCore分析師團(tuán)隊(duì)匯總了16家國產(chǎn)CPU芯片廠商，其中包括：

PC/服務(wù)器CPU：北京龍芯、上海兆芯、電科申泰、天津飛騰和海光;

基于Arm架構(gòu)的服務(wù)器CPU：天津飛騰、華為海思的鯤鵬和阿里平頭哥的倚天;

手機(jī)AP：海思麒麟和紫光展銳虎賁;

平板/多媒體和視頻處理SoC：全志科技、瑞芯微、北京君正、晶晨半導(dǎo)體

安防/視頻處理SoC：國科微、中星微

嵌入式CPU：蘇州國芯

POWER架構(gòu)CPU：合芯科技這16家國產(chǎn)CPU芯片公司中，有一半已經(jīng)是上市公司，最新科創(chuàng)板上市的有龍芯中科與國芯科技，海光信息IPO也已獲上交所受理。資本市場的支持將進(jìn)一步推動國產(chǎn)CPU在信創(chuàng)、工業(yè)及信息安全應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，也有助于CPU廠商提升研發(fā)技術(shù)實(shí)力，并建設(shè)和擴(kuò)展各自的生態(tài)系統(tǒng)。

龍芯中科的龍芯系列CPU包括面向行業(yè)應(yīng)用的“龍芯1號”小CPU、面向工控和終端類應(yīng)用的“龍芯2號”中CPU，以及面向桌面與服務(wù)器類應(yīng)用的“龍芯3號”大CPU。2021年龍芯中科發(fā)布了完全自主指令集架構(gòu)--LoongArch，基于該架構(gòu)的龍芯3A5000單核性能提升50%，功耗降低30%，與國內(nèi)CPU產(chǎn)品相比在性能上優(yōu)勢明顯。

基于開放的龍芯生態(tài)體系，該公司與板卡、整機(jī)廠商及基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用解決方案開發(fā)商建立起緊密的合作關(guān)系，為下游企業(yè)提供基于龍芯處理器的各類開發(fā)板及軟硬件模塊。龍芯中科可以提供32位、64位單核、多核和不同質(zhì)量等級的處理器及配套芯片，搭載的Loongnix、LoongOS兩大系統(tǒng)軟件可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。

蘇州國芯科技基于自主可控的嵌入式CPU 技術(shù)，以及面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)通信三大關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的芯片定制服務(wù)，設(shè)計(jì)開發(fā)出一系列自主芯片及模組產(chǎn)品。該公司基于M*Core、PowerPC和RISC V三大指令集，提供具有自主知識產(chǎn)權(quán)的8大系列40余款CPU核，其主要嵌入式CPU內(nèi)核與Arm內(nèi)核對比如下：

國產(chǎn)GPU

相對于國產(chǎn)CPU，國產(chǎn)GPU發(fā)展更晚，涉及GPU處理器研發(fā)的廠商也比較少，國產(chǎn)GPU的性能跟英偉達(dá)、AMD和英特爾等全球領(lǐng)先GPU芯片還相距甚遠(yuǎn)。然而，最近幾年GPU在AI應(yīng)用方面的獨(dú)特優(yōu)勢，加上資本的追捧，帶動了國產(chǎn)GPU的創(chuàng)業(yè)熱潮。壁仞科技、瀚博半導(dǎo)體和摩爾線程等GPU/AI芯片初創(chuàng)公司融資高達(dá)數(shù)10億元，吸引了英偉達(dá)和AMD等國際廠商技術(shù)人才的加盟，也將推動國產(chǎn)GPU這一高性能芯片細(xì)分市場的競爭和發(fā)展。

AspenCore分析師團(tuán)隊(duì)匯總了9家國產(chǎn)GPU芯片廠商，其中包括：

圖形處理/渲染GPU：景嘉微、芯動科技、芯瞳半導(dǎo)體、摩爾線程

通用計(jì)算GPU：天數(shù)智芯、登臨科技、摩爾線程、壁仞科技

AI加速GPU：天數(shù)智芯、瀚博半導(dǎo)體、壁仞科技、沐曦集成電路

這9家國產(chǎn)GPU廠商中，只有景嘉微是上市公司，芯動科技具有多年的定制芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，其他公司都是初創(chuàng)型企業(yè)，但都獲得了相當(dāng)可觀的風(fēng)投融資(其中摩爾線程、壁仞科技和瀚博半導(dǎo)體的累積融資金額均超過20億元)。

芯動科技于2021年底發(fā)布的“風(fēng)華1號” GPU采用12nm 工藝，支持GDDR6 / GDDR6X(最大速率 19Gbps)，容量可選 4GB / 8GB / 16GB，支持 HDMI2.1 / DP1.4 /VGA 多路獨(dú)立輸出，支持 X86、ARM、龍芯等指令集;支持 Linux、安卓、麒麟、統(tǒng)信UOS等操作系統(tǒng);支持鯤鵬 / 安培等服務(wù)器平臺?！帮L(fēng)華1號”分為A型和B型兩款，具體性能指標(biāo)如下圖。

天數(shù)智芯的7nm通用并行(GPGPU)云端訓(xùn)練芯片BI于2020年12月成功 “點(diǎn)亮”。基于這種全自研通用計(jì)算GPGPU芯片，天數(shù)智芯的硬件產(chǎn)品聚焦于云端訓(xùn)練及推理，通過自研指令集釋放強(qiáng)大的可編程性與應(yīng)用通用性，提供業(yè)界領(lǐng)先的AI算力密度與能效比。它具有針對云端AI訓(xùn)練和HPC通用計(jì)算設(shè)計(jì)的軟硬件架構(gòu);支持浮點(diǎn)、定點(diǎn)多種精度數(shù)據(jù)類型;提供超高帶寬的本地存儲和片間互聯(lián)擴(kuò)展。天數(shù)智芯可支持ResNet、Vgg、Inception、Alexnet、SSD、Mask R-CNN等通用計(jì)算機(jī)視覺相關(guān)網(wǎng)絡(luò)模型;提供生態(tài)兼容的軟件套件;支持多精度數(shù)據(jù)類型標(biāo)準(zhǔn)&混合訓(xùn)練，支持模型深度優(yōu)化。

國產(chǎn)FPGA

最近賽靈思被AMD成功收購，這意味著FPGA難以成為一個(gè)有規(guī)模的獨(dú)立市場，只能作為高性能計(jì)算領(lǐng)域的一種專用處理方式。然而，在5G、工業(yè)控制和專用細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)PGA仍然有CPU/GPU/AI芯片無法替代的優(yōu)勢。國產(chǎn)FPGA廠商的整體技術(shù)實(shí)力跟英特爾和賽靈思等國際廠商還有相當(dāng)?shù)牟罹啵谥械托阅艿腇PGA市場已經(jīng)看到幾家國產(chǎn)廠商的身影。

AspenCore分析師團(tuán)隊(duì)匯總了11家國產(chǎn)FPGA廠商，其中安路科技、紫光國微和復(fù)旦微電是上市公司，盡管FPGA業(yè)務(wù)在紫光國微和復(fù)旦微電的總營收中占比不是很大。除了傳統(tǒng)FPGA外，還有一些廠商基于FPGA開發(fā)出特定應(yīng)用的軟硬件處理方案。比如，易靈思基于Quantum技術(shù)的FPGA對“功耗-性能-面積”(PPA)的優(yōu)化高達(dá)4倍，其獨(dú)特的設(shè)計(jì)架構(gòu)可輕松擴(kuò)展至百萬以上邏輯單元(LE)密度，其車規(guī)級16nm FPGA針對新能源汽車中的自動駕駛、智能座艙和電氣化應(yīng)用。

聯(lián)捷科技研發(fā)基于FPGA的數(shù)據(jù)中心圖像視頻等多媒體異構(gòu)計(jì)算解決方案，可將性能和效能提升一個(gè)數(shù)量級，已獲得美國及中國專利。聯(lián)捷科技高吞吐、低時(shí)延的FPGA圖像處理加速技術(shù)解決方案目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)云應(yīng)用、云存儲和在線視頻網(wǎng)站等市場。

最近在科創(chuàng)板上市的安路科技在FPGA芯片架構(gòu)方面，已經(jīng)開發(fā)出支持高達(dá)600K 邏輯陣列容量的PHOENIX 第一代FPGA 架構(gòu)，現(xiàn)正開發(fā)支持1KK 以上級別邏輯容量、具有良好陣列擴(kuò)展性的PHOENIX2 第二代FPGA 架構(gòu)。在系統(tǒng)集成方面，該公司在第一代小容量FPSoC 芯片基礎(chǔ)上，將從低功耗和高性能兩個(gè)方向布局下一代FPSoC 芯片，集成CPU、FPGA和專用數(shù)據(jù)處理模塊，以滿足未來應(yīng)用市場趨勢。

在專用EDA 軟件方面，安路科技的TangDynasty (TD) 軟件是自主開發(fā)的FPGA集成開發(fā)環(huán)境，支持工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)輸入，包含完整的電路優(yōu)化流程以及豐富的分析與調(diào)試工具，并提供良好的第三方設(shè)計(jì)驗(yàn)證工具接口，為所有基于安路科技FPGA產(chǎn)品的應(yīng)用設(shè)計(jì)提供有力支持。此外，安路科技還將針對PHOENIX2 架構(gòu)升級軟件核心算法，面向FPSoC 芯片開發(fā)系統(tǒng)級軟件編譯工具，有效支持硬件產(chǎn)品的豐富產(chǎn)品線。

35家國產(chǎn)處理器芯片廠商詳細(xì)信息

審核編輯 ：李倩