图:“十四五”规划等政策文件明确将芯片产业作为重点发展领域,为国产GPGPU产业的发展提供了良好的政策环境和发展动力。
近年国产通用图形处理器(GPGPU)企业呈现出蓬勃发展的态势,逐渐在市场中崭露头角。目前,中国已形成了一批具有一定实力和特色的GPGPU企业,其在不同的细分领域和应用场景中发挥着重要作用。
国产GPGPU企业在技术研发方面取得显著进展,在多个关键技术领域实现了突破。在芯片架构方面,摩尔线程的MUSA架构已迭代到四代,该架构支持多种计算任务协同处理,为全功能GPU的实现奠定了基础。沐曦集成电路拥有完全自主研发的GPUIP、指令集和架构,其首款异构GPU产品MXN100采用7纳米制程,已在推理侧得到应用。
在制程工艺方面,虽然中国整体与国际先进水平仍有差距,但也不断追赶。部分国产GPGPU产品采用12纳米、7纳米等制程工艺,如燧原科技的邃思2.0采用GlobalFoundries12纳米工艺,沐曦的MXN100采用7纳米制程。随着中国芯片制造企业技术不断进步,未来有望为国产GPGPU提供更先进的制程工艺支持。
在计算性能提升方面,国产GPGPU也取得一定成果。寒武纪的思元590在FP16算力方面表现较为突出,海光信息的BW100也具备不错的计算能力。部分企业通过优化芯片架构、增加计算核心数量等方式,不断提升产品的计算性能。
国产GPGPU产品在多个领域得到了应用,市场份额逐步提升。在信创市场,国产GPGPU产品发挥着重要作用。中微电科技的“南风”系列GPU芯片已与长城信创台式机、麒麟操作系统、飞腾处理器等实现完全兼容,运行稳定,满足了党政、金融及安防等信创产业链专用整机电脑PC显卡需求。景嘉微的图形处理芯片在信创桌面电脑中也有一定应用,随着信创产业的不断发展,国产GPGPU在该领域的市场空间将进一步扩大。
在边缘计算领域,国产GPGPU产品也开始崭露头角。例如,摩尔线程面向机器人和边缘计算市场的E300,性能规格超越英伟达同代系产品,能够为边缘设备提供强大的算力支持,实现本地数据的快速处理和分析。在工业互联网中,边缘端的设备利用国产GPGPU进行实时数据处理和决策,提高了生产效率和设备运行的稳定性。
关键技术细节未够成熟
国产GPGPU在核心技术上仍面临诸多瓶颈。在芯片架构设计方面,虽然中国企业在自主架构研发上取得了一定进展,但与国际巨头的先进架构相比,在计算效率、资源利用率等方面仍有差距。国际巨头的架构经过多代迭代优化,能够高效地处理各种复杂计算任务,而国产架构在一些关键技术细节上还不够成熟,影响了芯片的整体性能。
在高端制程工艺方面,中国芯片制造企业的技术水平与国际领先的台积电、三星等企业存在差距,难以提供3纳米、5纳米等先进制程工艺支持。这导致国产GPGPU在追求更高性能时受到制程工艺的限制,无法像国际产品那样通过先进制程来提升芯片性能。
部分零件与材料依赖进口
在关键零部件和材料方面,国产GPGPU对国外供应商存在一定依赖。例如,HBM内存等关键零部件,中国的生产能力和技术水平相对不足,大量依赖进口,这不仅增加了产品成本,还存在供应链安全风险。在芯片制造所需的光刻胶、特种气体等材料方面,中国也需要进一步提升自主供给能力。
产业生态不完善是制约国产GPGPU发展的重要因素。软件生态建设滞后,缺乏统一的编程框架和开发工具。不同国产GPGPU企业的产品往往采用不同的架构和指令集,导致开发者需要为不同产品进行针对性的开发和适配,增加了开发成本和难度。同时,基于国产GPGPU的应用程序数量较少,许多主流的行业软件和深度学习框架对国产产品的支持不够,影响了国产GPGPU的市场推广和应用。
开发者生态尚未形成规模。国际巨头拥有庞大的开发者社区,开发者之间能够相互交流经验、共享资源,促进技术创新和应用发展。而国产GPGPU的开发者数量相对较少,缺乏活跃的开发者社区,难以形成技术创新的合力。企业在吸引和培养开发者方面也面临一定的挑战,开发者更倾向于选择生态成熟的国际产品进行开发。
产业链协同不足,上下游企业之间的合作不够紧密。芯片设计企业与制造企业、封装测试企业、软件开发商等之间的沟通协调机制不够完善,导致产品研发周期长、成本高,难以快速响应市场需求。在标准制定方面,国产GPGPU缺乏统一的行业标准,各企业各自为战,影响了产业的整体发展效率。
随着国际竞争日益激烈,国产GPGPU面临着来自国际巨头的强大压力。英伟达、AMD等国际厂商凭借技术优势和市场地位,不断推出高性能的新产品,挤压国产GPGPU的市场空间。他们在全球范围内建立了广泛的销售渠道和客户群体,具有强大的品牌影响力,使得国产GPGPU在国际市场和国内高端市场的竞争中处于不利地位。
加大产业扶持力度
此外,国际形势复杂多变,技术封锁加剧了国产GPGPU的发展难度。部分国家为了维护自身的技术优势和产业安全,对中国的高端芯片技术和产品实施出口管制和技术封锁,限制了国产GPGPU企业获取先进技术和设备的渠道。这使国产GPGPU在核心技术突破和产品升级方面面临更大的困难,延长了与国际先进水平的差距。
国产GPGPU产业面临着诸多发展机遇。中国数字经济的快速发展,带来了巨大的算力需求。随着人工智能、大数据、云计算等技术在各行各业的广泛应用,对于GPGPU的需求呈指数级增长。中国庞大的市场为国产GPGPU提供了广阔的应用空间,企业可以依托中国市场进行产品迭代和技术创新,不断提升产品性能和竞争力。
国家政策大力支持国产芯片产业发展。政府推出了一系列政策措施,如税收优惠、资金扶持、人才引进等,鼓励芯片企业进行技术研发和产业升级。“十四五”规划等政策文件明确将芯片产业作为重点发展领域,为国产GPGPU产业的发展提供了良好的政策环境和发展动力。
新兴应用场景的涌现,为国产GPGPU提供了新的发展机遇。在边缘计算、物联网、工业互联网等领域,对GPGPU的需求逐渐增加,这些领域的应用场景,对于算力的要求相对灵活,国产GPGPU可以凭借性价比优势和针对性的产品设计,在这些新兴领域占据一席之地,实现市场突破。
为推动国产GPGPU产业的发展,需要采取一系列应对策略。在技术研发方面,加大核心技术攻关力度。企业应增加研发投入,加强与高校、科研机构的合作,攻克芯片架构、制程工艺、关键材料等核心技术瓶颈。注重自主创新,形成具有自主知识产权的核心技术,减少对国外技术的依赖,同时积极跟踪国际先进技术发展趋势,吸收借鉴先进经验,提升自身的技术水平。
加强企业合作建生态圈
在产业生态建设方面,加强企业间的合作,共同构建完善的产业生态。推动建立统一的编程框架和开发标准,降低开发者的开发难度和成本。鼓励软件企业和开发者基于国产GPGPU进行应用开发,丰富应用程序数量。政府可以牵头成立产业联盟,促进产业链上下游企业的协同发展,形成产业合力。
在市场拓展方面,充分利用中国庞大的市场需求,深耕细分市场。针对不同行业和应用场景的需求,开发个性化的产品和解决方案,提高产品的市场适应性和竞争力。积极拓展国际市场,通过技术合作、产品出口等方式,提升国产GPGPU的国际影响力和市场份额。
在政策支持方面,进一步完善政策体系,加大对于国产GPGPU产业的扶持力度。增加财政投入,支持企业的技术研发和生态建设项目。加强人才引进和培养,建立健全人才培养体系,为产业发展提供充足的人才保障。优化市场环境,加强知识产权保护,鼓励企业进行技术创新和市场竞争。
(作者为外资投资基金董事总经理)