科技：阿里要做的「中國芯」 是不是能救中國的那顆「芯」？

　　科技：阿里要做的「中國芯」 是不是能救中國的那顆「芯」？

　　2018-04-21 11:38 來源:新京報

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　　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元彎道超車的機會。事實上，我們應該正視的是：

　　中國晶元產業要走的道路還有很長，雖然一直在努力，但晶元行業的高壁壘使得短期內很難彎道超車。

　　之所以這麼說，是因為集成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，中低端晶元不等於高端晶元，專用晶元市場潛力大不等於可以取代通用晶元……

　　問題來了，在「晶元」刷屏的日子裡，我們最需要知道的可能是，我們所談論的「晶元」，到底是哪種「晶元」。

　　高中低端晶元分類

　　數字晶元、模擬晶元皆有高中低晶元之分。簡單來說，高端晶元解決很多複雜問題，中端晶元解決單個複雜問題，低端晶元解決一個簡單問題。

　　在大家比較熟悉的晶元中，CPU、GPU、基於FPGA架構(現場可編程門陣列)的深度學習晶元和ASIC(專用集成晶元)等皆屬於高端通用晶元，稍有不同的是，基於 FPGA 或 ASIC 的深度學習晶元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元。

　　阿里巴巴達摩院昨日宣布正在研發的神經網路晶元——Ali-NPU，即是用於圖像視頻分析、機器學習等AI推理計算的專用晶元。2017年以來，隨著人工智慧逐漸走嚮應用層，AI 晶元成為一股創業浪潮。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 的專用晶元。值得一提的是，目前走得最快、已有晶元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。

　　

　　晶元產業困局、集成電路板 / 視覺中國

　　比之於通用晶元，AI晶元門檻較低。「中美晶元領域整體差距在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元方面業務。據梁輝介紹，要判斷這些 AI 晶元是否受制於外方，要看他們在演演算法中是否使用了CPU 的 IP 核。「據我了解，有的 AI 晶元方案在演演算法中包括的 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(ID：xjbmaker)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 馬自研晶元的決心，但有晶元行業資深人士認為，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元、用於發展5G 通訊的晶元等，均屬於高端晶元。

　　手機晶元方面，其中聯發科、高通在手機晶元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。有接近華為晶元內部人士告訴尋找中國創客(ID：xjbmaker)記者，第一代華為麒麟晶元尚不成熟，但華為手機整體設計掩蓋了晶元的缺點，這才讓晶元可以落地使用，給了晶元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(ID：xjbmaker)記者，國內L4級別以上自動駕駛的主控晶元只有英偉達的 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元。「國內公司做出符合 L4級別自動駕駛的主控晶元很難，但如果做ADAS專用晶元，我認為還是可以的。通用型晶元國內做得也少，一般做 AI 專用晶元。」

　　通用晶元 VS 專用晶元

　　關於通用晶元和專用晶元的爭執從未停止過。

　　曾經有觀點認為，專用晶元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，通用晶元具有很大優勢，但從針對性和功耗等方面考慮，通用晶元在設計之初需要加入很多預留的模塊，所以功耗會很高，賣得也貴。而專用晶元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。

　　但陳默認為，專用晶元開發周期長，用途也並不靈活。「GPU可以通過純軟體增加或更改，升級功能。專用晶元不行。」因此，專用晶元僅適用於已經穩定的單一任務。雖然專用晶元市場廣闊，但對中國企業來說依然有挑戰。

　　因為即便是掌握了晶元設計、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。」

　　

　　中興手機 / 視覺中國

　　在設備方面，光刻機是晶元製造的核心設備之一，據媒體報道，全球最大晶元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元不相上下的麒麟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元，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元的頂級玩家，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「人工智慧專用晶元」。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「人工智慧專用晶元」。也就是說，這些晶元實際上只解決機器學習演演算法的歸納問題，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元的核心技術，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、支持國產高端晶元製造的決心。