美國對(duì) AI 芯片出口管制，自主可控要求下***需求迫切。2022 年 10 月 7 日美國商務(wù)部工業(yè)安全局（BIS）發(fā)布《美國商務(wù)部對(duì)中華人民共和國（PRC）關(guān)于先進(jìn)計(jì)算和半導(dǎo)體實(shí)施新的出口管制制造》細(xì)則，其中管制物項(xiàng) 3A090、4A090 包含高性能 AI 芯片產(chǎn)品，而Nvidia A100 和 H100 均符合管制要求。

在此背景下，Nvidia 推出性能閹割的中國特供版芯片 A800 和 H800。在國內(nèi)自主可控大背景下，國內(nèi) AI 產(chǎn)業(yè)對(duì)***需求迫切，或加大對(duì)***公司支持力度，國產(chǎn) AI 芯片有望迎來技術(shù)進(jìn)步和市場機(jī)遇。

未來在人工智能芯片，特別是 GPU 上對(duì)中國的制裁將對(duì)中國 AI 產(chǎn)業(yè)提出極大的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)伴隨著機(jī)遇，高端 GPU 的限售給予了國產(chǎn)廠商替代空間。

在國產(chǎn)替代的背景下，政策支持推動(dòng)國產(chǎn) GPU 行業(yè)高速發(fā)展。2020 年以來，國家及各省市陸續(xù)出臺(tái)了若干政策，通過稅收減免、財(cái)政補(bǔ)貼等方式支持半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

國產(chǎn)GPU?持續(xù)發(fā)力，對(duì)標(biāo)行業(yè)龍頭縮小差距。GPU?有兩條主要的發(fā)展路線：分別為傳統(tǒng)的?2D/3D?圖形渲染?GPU?和專注高性能計(jì)算的?GP GPU，近年來，國產(chǎn)GPU?廠商在圖形渲染?GPU?和高性能計(jì)算?GPGPU?領(lǐng)域上均推出了較為成熟的產(chǎn)品，在性能上不斷追趕行業(yè)主流產(chǎn)品，在特定領(lǐng)域達(dá)到業(yè)界一流水平。生態(tài)方面國產(chǎn)廠商大多兼容英偉達(dá)?CUDA，融入大生態(tài)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)客戶端導(dǎo)入。

本文內(nèi)容來源：GPU競爭壁壘：微架構(gòu)和平臺(tái)生態(tài)”。

1、寒武紀(jì)

寒武紀(jì)自?2016?年成立以來一直專注于人工智能芯片產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，致力于打造人工智能領(lǐng)域的核心處理器芯片。公司主要提供云端智能芯片及加速卡、訓(xùn)練整機(jī)、邊緣智能芯片及加速卡、終端智能處理器?IP?及配套基礎(chǔ)軟件開發(fā)平臺(tái)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等諸多場景。

2022?年?3?月?21?日，公司正式發(fā)布新款訓(xùn)練加速卡?MLU370-X8，搭載雙芯片四芯粒思元?370，集成寒武紀(jì)?MLU-Link多芯互聯(lián)技術(shù)，在業(yè)界廣泛應(yīng)用于YOLOv3、Transformer?等訓(xùn)練任務(wù)中。

MLU 370-S4、MLU370-X4?和?MLU370-X?均基于思元?370?智能芯片的技術(shù)，通過?Chiplet?技術(shù)靈活組合產(chǎn)品的特性，可滿足更多市場需求。

2、海光信息

海光信息主要從事高端處理器、加速器等計(jì)算芯片產(chǎn)品和系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售。公司的產(chǎn)品包括海光通用處理器（CPU）和海光協(xié)處理器（DCU），具有成熟而豐富的應(yīng)用生態(tài)環(huán)境，內(nèi)置專用安全硬件，可滿足互聯(lián)網(wǎng)、金融、能源等行業(yè)的廣泛應(yīng)用需求。

公司?DCU?系列產(chǎn)品海光?8100?采用先進(jìn)的?FinFET?工藝，以?GPGPU?架構(gòu)為基礎(chǔ)，兼容通用的“類?CUDA”環(huán)境以及國際主流商業(yè)計(jì)算軟件和人工智能軟件，可充分挖掘應(yīng)用的并行性，發(fā)揮其大規(guī)模并行計(jì)算的能力。

3、景嘉微

景嘉微致力于信息探測、處理與傳遞領(lǐng)域的技術(shù)和綜合應(yīng)用。公司產(chǎn)品涵蓋集成電路設(shè)計(jì)、小型雷達(dá)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、電磁頻譜應(yīng)用系統(tǒng)等方向，廣泛應(yīng)用于有高可靠性要求的航空、航天、航海、車載等專業(yè)領(lǐng)域。

公司先后自研制成功 JM5 系列、JM7 系列、JM9 系列高性能 GPU 芯片，其中最新的 JM9 系列兩款圖形處理芯片皆已完成階段性測試工作，并進(jìn)入放量階段。JM9 系列芯片應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可滿足個(gè)性化桌面辦公、網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)、軌交服務(wù)終端、多屏高清顯示輸出和人機(jī)交互等多樣化需求。

4、芯原股份

芯原依托自主半導(dǎo)體 IP，為客戶提供平臺(tái)化、全方位、一站式芯片定制服務(wù)和半導(dǎo)體 IP 授權(quán)服務(wù)，擁有獨(dú)特的“芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)即服務(wù)”經(jīng)營模式。公司可提供高清視頻、物聯(lián)網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)中心等多種一站式芯片定制解決方案，擁有自主可控的圖形處理器 IP、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器 IP 等五類處理器 IP 及 1400 多個(gè)數(shù)模混合 IP 和射頻 IP，可快速打造出從定義到測試封裝完成的半導(dǎo)體產(chǎn)品，業(yè)務(wù)范圍覆蓋消費(fèi)電子、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等多種應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù) IPnest 在 2021 年的統(tǒng)計(jì)，芯原的半導(dǎo)體 IP 銷售收入排中國大陸第二，全球第七，其中公司的圖形處理器 IP 排名全球前三。

公司的 GPU IP 已被眾多主流和高端的汽車品牌所采用，同時(shí)，公司基于約 20年 Vivante GPU 的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所推出的 Vivante 3D GPGPU IP 還可提供從低功嵌入式設(shè)備到高性能服務(wù)器的計(jì)算能力，滿足廣泛的人工智能計(jì)算需求。

5、壁仞科技

壁仞科技創(chuàng)立于 2019 年，在 GPU、DSA（專用加速器）和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)積累。公司致力于開發(fā)原創(chuàng)性的通用計(jì)算體系，建立高效的軟硬件平臺(tái)，同時(shí)在智能計(jì)算領(lǐng)域提供一體化的解決方案。

2022 年 8 月公司發(fā)布的通用 GPU 芯片 BR100 創(chuàng)下全球通用 GPU 算力記錄，峰值算力達(dá)到國際廠商在售旗艦產(chǎn)品 3 倍以上。BR100 率先采用 Chiplet 技術(shù)、新一代主機(jī)接口PCIe 5.0、支持 CXL 互連協(xié)議，確立了公司在國內(nèi)廠商間的技術(shù)領(lǐng)先地位。公司堅(jiān)持自主研發(fā)，同步推出原創(chuàng)架構(gòu)“壁立仞”和自研BIRENSUPA 軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了 BR100 性能的大幅提升。

以壁仞科技于 2022 年8 月發(fā)布的首款 GP GPU BR100 為例，該芯片采用 Chiplet 技術(shù)，16 位浮點(diǎn)算力達(dá)到 1000T 以上、8 位定點(diǎn)算力達(dá)到 2000T 以上，單芯片峰值算力達(dá)到 PFLOPS級(jí)別，是國際廠商在售旗艦產(chǎn)品的 3 倍以上，創(chuàng)造了全球通用 GPU 的算力記錄。

6、摩爾線程

摩爾線程專注于設(shè)計(jì)高性能通用 GPU 芯片，提供圖形計(jì)算和 AI 計(jì)算的元計(jì)算平臺(tái)的集成電路高科技公司。公司高管團(tuán)隊(duì)來自英偉達(dá)、AMD、ARM 等知名芯片公司，擁有豐富的 GPU 研究經(jīng)驗(yàn)，致力于創(chuàng)新面向元計(jì)算應(yīng)用的新一代GPU，構(gòu)建融合視覺計(jì)算、3D 圖形計(jì)算、科學(xué)計(jì)算及人工智能計(jì)算的綜合計(jì)算平臺(tái)，建立基于云原生 GPU 計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)。

2022 年 11 月，公司推出基于第二代 MUSA 架構(gòu)的處理器“春曉”，并基于“春曉”GPU 發(fā)布面向消費(fèi)領(lǐng)域的***顯卡 MTT S80 和面向服務(wù)器應(yīng)用的MTTS3000 顯卡。同時(shí)，公司圍繞 MUSA 發(fā)布了系列 GPU 軟件棧與應(yīng)用工具，包括 MUSA 開發(fā)者套件、云原生 sGPU 技術(shù)及元宇宙平臺(tái) MTVERSE 等。

7、芯動(dòng)科技

芯動(dòng)科技是國內(nèi)一站式 IP 和芯片定制及 GPU 領(lǐng)軍企業(yè)，聚焦計(jì)算、存儲(chǔ)、連接等三大賽道，提供從 55 納米到 5 納米全套高速 IP 核以及高性能定制芯片解決方案。公司擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，成立 16 年來已賦能全球數(shù)百家知名客戶，授權(quán)逾 80 億顆高端 SoC 芯片進(jìn)入規(guī)模量產(chǎn)，擁有過十億顆 FinFET 定制芯片成功量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

公司瞄準(zhǔn)商用市場推出芯動(dòng)風(fēng)華系列 GPU。該系列 GPU 性能強(qiáng)勁、跑分領(lǐng)先、功耗低、自帶智能計(jì)算能力，且全面支持國內(nèi)外 CPU/OS 和生態(tài)，包括 Linux、Windows 和 Android。

8、兆芯

兆芯成立于 2013 年，提供高效、兼容、安全的自主通用處理器和芯片組等產(chǎn)品，公司掌握自主通用處理器及其系統(tǒng)平臺(tái)芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，全面覆蓋其微架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域，擁有較為完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，截至目前已獲權(quán)約 1300 件專利。

2020 年，兆芯將自身 GPU 業(yè)務(wù)進(jìn)行切分獨(dú)立，建立了格蘭菲智能科技有限公司。公司目前已推出 Arise-GT10C0 芯片及 Glenfly Arise-GT-10C0 顯卡。芯片內(nèi)置完全獨(dú)立自主研發(fā)的新一代圖形圖像處理引擎，兼容銀河麒麟 KOS、統(tǒng)信軟件 UOS、Windows 等主流操作系統(tǒng)，同時(shí)可在 X86、ARM、MIPS 等主流硬件臺(tái)操作運(yùn)行，支持多種圖形和圖像的 API 接口標(biāo)準(zhǔn)。

9、天數(shù)智芯

天數(shù)智芯致力于開發(fā)自主可控、國際領(lǐng)先的高性能通用 GPU 產(chǎn)品并提供解決方案，是國內(nèi)頭部通用 GPU 高端芯片及超級(jí)算力系統(tǒng)提供商。公司以“成為智能社會(huì)的賦能者”為使命，立足客戶、市場的需求，加速 AI 計(jì)算與圖形渲染融合，探索通用 GPU 趕超發(fā)展道路，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智算重心、智慧醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等領(lǐng)域。

12 月 20 日，天數(shù)智芯推出通用 GPU 推理產(chǎn)品“智鎧 100”及其豐富的 AI 應(yīng)用案例。智鎧 100 計(jì)算性能高、應(yīng)用覆蓋廣、使用成本低，支持 FP32、FP16、INT8多精度混合計(jì)算，可提供最高 384TFlops@int8、96TFlops@FP16、24TFlops@FP32 的峰值算力，800GB/s 的理論峰值帶寬以及 128 路并發(fā)的多種視頻規(guī)格解碼能力。

10、沐曦

沐曦于 2020 年 9 月成立于上海，致力于為異構(gòu)計(jì)算提供全棧 GPU 芯片及解決方案，可廣泛應(yīng)用于人工智能、智慧城市、自動(dòng)駕駛、數(shù)字孿生、元宇宙等前沿領(lǐng)域。公司擁有技術(shù)完備、設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)，核心成員平均擁有近20 年高性能 GPU 產(chǎn)品端到端研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

公司擁有完全自主研發(fā)的 GPU IP、指令集和架構(gòu)，以及兼容主流 GPU 生態(tài)的完整軟件棧（MXMACA），產(chǎn)品具備高能效、高通用性。目前已推出 MXN 系列GPU（曦思）用于 AI 推理，MXC 系列 GPU（曦云）用于 AI 訓(xùn)練及通用計(jì)算，以及 MXG 系列 GPU（曦彩）用于圖形渲染，可滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)高能效和高通用性的算力需求。

11、龍芯中科

龍芯中科主要產(chǎn)品與服務(wù)包括處理器及配套芯片產(chǎn)品與基礎(chǔ)軟硬件解決方案業(yè)務(wù)。公司基于信息系統(tǒng)和工控系統(tǒng)兩條主線，秉承獨(dú)立自主和開放合作的運(yùn)營模式，面向網(wǎng)絡(luò)安全、工控及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域與合作伙伴保持全面的市場合作，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子政務(wù)、能源、交通、金融等行業(yè)領(lǐng)域，相關(guān)軟硬件開發(fā)人員數(shù)萬人，已經(jīng)形成強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)支撐能力。

在通用圖形處理器及系統(tǒng)研發(fā)方面，龍芯中科于 2017 年開始研發(fā) GPU，已掌握 GPU 研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，第一款GPU IP 核已經(jīng)在龍芯 7A2000 橋片樣片中流片成功。

編輯：黃飛

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