记者 | 蔡浩爽 李钟豪 编辑 | 赵力
阿里巴巴收购中天微, 自主研发 '中国芯' , 打响了中美贸易反击战 '第一枪' 的消息, 给 '芯痛' 的中国注入一剂强 '芯' 针, 舆论似乎又看到了中国芯片弯道超车的机会. 事实上, 我们应该正视的是:
中国芯片产业要走的道路还有很长, 虽然一直在努力, 但芯片行业的高壁垒使得短期内很难弯道超车.
之所以这么说, 是因为集成电路产业链极其复杂, 包括软件 (EDA工具) , 设计, 制造, 封测, 材料, 设备等. 自主设计不等于自主制造, 拥有硬件不等于也能生产软件, 中低端芯片不等于高端芯片, 专用芯片市场潜力大不等于可以取代通用芯片……
问题来了, 在 '芯片' 刷屏的日子里, 我们最需要知道的可能是, 我们所谈论的 '芯片' , 到底是哪种 '芯片' .
高中低端芯片分类
数字芯片, 模拟芯片皆有高中低芯片之分. 简单来说, 高端芯片解决很多复杂问题, 中端芯片解决单个复杂问题, 低端芯片解决一个简单问题.
在大家比较熟悉的芯片中, CPU, GPU, 基于FPGA架构(现场可编程门阵列)的深度学习芯片和ASIC (专用集成芯片) 等皆属于高端通用芯片, 稍有不同的是, 基于 FPGA 或 ASIC 的深度学习芯片多用于人工智能领域, 特别是用于智能摄像头, 因此更像是可编程的专用芯片.
阿里巴巴达摩院昨日宣布正在研发的神经网络芯片——Ali-NPU, 即是用于图像视频分析, 机器学习等AI推理计算的专用芯片. 2017年以来, 随着人工智能逐渐走向应用层, AI 芯片成为一股创业浪潮. 在这波浪潮中兴起的寒武纪, 地平线, 深鉴科技等, 无不是基于 FPGA 或 ASIC 的专用芯片. 值得一提的是, 目前走得最快, 已有芯片应用到华为手机上的寒武纪, 是有中科院背景的 '国家队' . 而 FPGA, ASIC 依然全部依赖进口.
比之于通用芯片, AI芯片门槛较低. '中美芯片领域整体差距在10年以上, AI相关领域是难得的同一起跑线的行业了. ' 深鉴科技 CEO 姚颂告诉寻找中国创客.
松禾创新基金投资总监梁辉曾在华为从事芯片方面业务. 据梁辉介绍, 要判断这些 AI 芯片是否受制于外方, 要看他们在算法中是否使用了CPU 的 IP 核. '据我了解, 有的 AI 芯片方案在算法中包括的 ARM 的核, 那这样核的 IP 肯定还是使用的国外的 IP. 而有些纯做 ASIC 算法的, 就跟核没关系了. 这种情况下, 如果整个设计都掌握在自己手中, 就不会受国外影响. '
据寻找中国创客记者了解, 目前, 提供CPU IP Core技术的主要是ARM, AMD, IBM等英美公司. 前文提到的阿里巴巴收购的中天微, 是目前中国大陆唯一大规模量产的自主嵌入式CPU IP核公司. 这一举动虽彰显了Jack 马自研芯片的决心, 但有芯片行业资深人士认为, 中天微的CPU IP核与 ARM, IBM 显然不在同一档次. '据我了解, 国内目前 CUP 想要跟 Intel 对标, 还是很难以企及的. '
而从应用场景划分, 手机移动处理器, 高级自动驾驶主控芯片, 用于发展5G 通讯的芯片等, 均属于高端芯片.
手机芯片方面, 其中联发科, 高通在手机芯片市场几乎占据垄断地位, 几乎所有安卓系统旗舰手机均采用高通骁龙处理器, 而中低端安卓机型一般采用联发科处理器. 苹果, 三星, 华为较为特殊, 使用其自研处理器. 有接近华为芯片内部人士告诉寻找中国创客记者, 第一代华为麒麟芯片尚不成熟, 但华为手机整体设计掩盖了芯片的缺点, 这才让芯片可以落地使用, 给了芯片产品迭代升级的机会. 而这一过程, 华为花了近20年.
在自动驾驶领域, 图森未来 CEO陈默告诉寻找中国创客记者, 国内L4级别以上自动驾驶的主控芯片只有英伟达的 GPU 可以用. 图森未来采用的方案是由主控计算单元计算, 摄像头中没有增加端侧芯片. '国内公司做出符合 L4级别自动驾驶的主控芯片很难, 但如果做ADAS专用芯片, 我认为还是可以的. 通用型芯片国内做得也少, 一般做 AI 专用芯片. '
通用芯片 VS 专用芯片
关于通用芯片和专用芯片的争执从未停止过.
曾经有观点认为, 专用芯片才是未来新的增长点.
持这一观点的人认为, 虽然从通用性和可修改性来说, 通用芯片具有很大优势, 但从针对性和功耗等方面考虑, 通用芯片在设计之初需要加入很多预留的模块, 所以功耗会很高, 卖得也贵. 而专用芯片因为是专门针对单一功能设计的, 很多东西已经硬化, 块化, 所以它的速度快, 功耗低, 相应成本低, 电费也少.
但陈默认为, 专用芯片开发周期长, 用途也并不灵活. 'GPU可以通过纯软件增加或更改, 升级功能. 专用芯片不行. ' 因此, 专用芯片仅适用于已经稳定的单一任务. 虽然专用芯片市场广阔, 但对中国企业来说依然有挑战.
因为即便是掌握了芯片设计, 封测等技术, 但在软件 (EDA工具) , 制造, 设备等方面, 高端 '中国芯' 依然面临诸多困境.
'EDA 软件工具目前还掌握在CADENCE, SYNOPSYS等外国公司手中. 而据我所知, SYNOPSYS已经对中兴停售. '
在设备方面, 光刻机是芯片制造的核心设备之一, 据媒体报道, 全球最大芯片光刻设备市场供货商ASML是为数不多的厂家之一. 但就是这样核心的设备, 却对中国禁售. 即使卖给中国, 也是落后好几代的设备.
受限于制造工业, 即便是在设计方面已经与高通骁龙芯片不相上下的麒麟970, 在制造环节仍然不得不由台积电代工. 据了解, 寒武纪, 地平线等也都选择与境外制造商合作.
中兴所需要的高端芯片, 是经由数十年的技术积累和研发, 凭借长期的巨额投入才能涉足的领域.
美国的NVIDIA, Intel作为GPU, CPU这两种最典型高端芯片的顶级玩家, 无一不是经过长期技术积累才取得的领先优势, 他们就是微电子行业中掌握了关键原料 '油' 和 '盐' 的人.
这一两年AI概念的爆红带火了NPU, TPU等一大批 '人工智能专用芯片' . 行业最初普遍使用GPU作为人工智能的训练和计算平台, 但由于功耗过大, 算力浪费, 才产生了所谓的 '人工智能专用芯片' . 也就是说, 这些芯片实际上只解决机器学习算法的归纳问题, 所以美国对中兴的禁售令才显得如此有冲击力.
阿里今日宣布全资收购 '中国大陆唯一的自主嵌入式CPU IP Core公司' 的中天微系统有限公司, 而 'IP Core' 相关的技术正是自主研发高端芯片的核心技术, 在这一赛道上, 阿里的竞争对手则是NVIDIA, Intel, AMD这样的一线大厂.
无论如何, 这一举动也表明了阿里正式进入这一领域, 支持国产高端芯片制造的决心.