記者 | 蔡浩爽 李鐘豪 編輯 | 趙力
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, 是因為整合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, 類比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 (專用整合晶片) 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路晶片——Ali-NPU, 即是用於映像視頻分析, 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嚮應用層, 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.
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, 要看他們在演算法中是否使用了CPU 的 IP 核. '據我了解, 有的 AI 晶片方案在演算法中包括的 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 演算法的, 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佔據壟斷地位, 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, 給了晶片產品迭代升級的機會. 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組, 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.
但陳預設為, 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. '
在設備方面, 光刻機是晶片製造的核心設備之一, 據媒體報道, 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演算法的歸納問題, 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, 支援國產高端晶片製造的決心.