在疫情“黑天鵝”的沖擊下，全球資本慌不擇路。在這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，，中國亮出“尚方寶劍”。3月4日，在中共中央政治局常務(wù)委員會(huì)召開的會(huì)議上，決策層強(qiáng)調(diào)，要加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。

    與傳統(tǒng)基建不同的是，新型基礎(chǔ)設(shè)施是指5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施。本質(zhì)上，新型基礎(chǔ)設(shè)施是支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展的信息技術(shù)設(shè)施。因此，新基建需要半導(dǎo)體廠商的協(xié)同配合。

    當(dāng)“新基建”成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)時(shí)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展也不容忽視。5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施都少不了一顆顆小小的芯片，加速芯片國產(chǎn)化替代勢(shì)在必行。

    國產(chǎn)GPU為何鮮有耳聞？

    芯片一貫被譽(yù)為科技巨人頭上的皇冠，可見其地位的重要性。

    自從中興事件發(fā)生以后，芯片的國產(chǎn)替代成為國民級(jí)話題。隨著中國信息化發(fā)展加速，“缺芯”的問題再次受到國家重視。CPU作為計(jì)算機(jī)的心臟，是集成電路產(chǎn)業(yè)的核心所在?！笆濉敝?，國產(chǎn)CPU步入了正軌，一大批國產(chǎn)CPU企業(yè)成長起來，其產(chǎn)品覆蓋了高性能計(jì)算、桌面、移動(dòng)和嵌入式等主要應(yīng)用場(chǎng)景。

    在高性能計(jì)算方面，天津飛騰、海光申威等處理器產(chǎn)品已經(jīng)在E級(jí)（每秒百億億次）超算原型機(jī)上得到應(yīng)用；在服務(wù)器方面，飛騰、龍芯、海光、華為海思均有新品發(fā)布，其中飛騰2000＋／64核產(chǎn)品性能已經(jīng)與英特爾主流E5部分產(chǎn)品性能相當(dāng)。

    國產(chǎn)CPU正發(fā)展得如火如荼，國產(chǎn)GPU卻默默無聞。

    國產(chǎn)GPU發(fā)展緩慢的一部分原因在于，GPU結(jié)構(gòu)沒有控制器，必須由CPU進(jìn)行控制調(diào)用才能工作，否則GPU無法單獨(dú)工作。所以，國產(chǎn)CPU先行一步的原因是符合芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展邏輯。

    另外，GPU的技術(shù)難度很高，進(jìn)展緩慢也情有可原。Moor Insights ＆ Strategy首席分析師莫海德曾表示：“相比CPU，開發(fā)GPU要更加困難，而GPU設(shè)計(jì)師、工程師和驅(qū)動(dòng)程序的作者都要更少?！?/p>

    同時(shí)，聚焦打造高端、云端計(jì)算芯片和計(jì)算基礎(chǔ)軟件的天數(shù)智芯副總裁王萌告訴億歐：“近兩年中興和華為受到美國制裁后，國家和社會(huì)對(duì)芯片領(lǐng)域關(guān)注度提高，但由于之前的積累不足，國內(nèi)依然存在人才缺口和空檔?！?/p>

    在芯片行業(yè)，人才培養(yǎng)是一個(gè)耗費(fèi)精力和時(shí)間的過程。一般來說，培養(yǎng)一位擁有豐富的流片經(jīng)驗(yàn)并且能夠根據(jù)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)及時(shí)修改芯片設(shè)計(jì)方案的成熟工程師，至少需要10年的時(shí)間。

    即便華為海思的芯片設(shè)計(jì)能力，尤其是手機(jī)芯片的設(shè)計(jì)能力已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。但是2018年華為推出的GPU Turbo技術(shù)，也只是通過修改軟件底層代碼提高GPU效能，并不是完全的自主研發(fā)。

    這一切都證明了GPU的確存在著技術(shù)壁壘，而且這一技術(shù)壁壘短期內(nèi)無法跨越。

    國產(chǎn)替代時(shí)不我待

    GPU難做嗎？難！國產(chǎn)GPU要搞嗎？要，且時(shí)不我待。

    疫情在全球蔓延，消費(fèi)需求很有可能受到嚴(yán)重抑制。中國作為地球村的一名成員，自然也會(huì)受到波及。此次國家提出大力發(fā)展“新基建”，或?qū)?duì)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)起到積極作用。畢竟，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)中心，每個(gè)領(lǐng)域都有著數(shù)十萬乃至千億級(jí)別的大市場(chǎng)。

    更重要的是，“新基建”的每一個(gè)細(xì)分行業(yè)都離不開芯片。由此可見，國產(chǎn)芯片迎來了窗口期。

    以前，國內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品大多依賴進(jìn)口，一旦國外封鎖核心技術(shù)或禁售關(guān)鍵產(chǎn)品，國內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)都會(huì)面臨巨大挑戰(zhàn)。2016年的中興事件和華為列入實(shí)體清單，讓國人意識(shí)到核心技術(shù)自主可控的重要性。

    如今，安全可控已經(jīng)成為國內(nèi)主旋律，而“新基建”便是國產(chǎn)替代的最佳時(shí)機(jī)。在新基建建設(shè)過程中，國產(chǎn)芯片廠商進(jìn)入到供應(yīng)鏈的核心環(huán)節(jié)，可以大大加速芯片國產(chǎn)化替代進(jìn)程。兆芯相關(guān)人員表示：“兆芯的CPU已經(jīng)和UOS、中科方德、麒麟軟件、普華、Windows等操作系統(tǒng)完成適配工作?！?/p>

    近幾年，在國產(chǎn)軟硬件方面，國產(chǎn)替代已經(jīng)有了穩(wěn)步發(fā)展。很多計(jì)算機(jī)整機(jī)廠開始采用國產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)。如山西百信采用了華為鯤鵬CPU，且預(yù)裝的系統(tǒng)是國產(chǎn)的深之度和中標(biāo)麒麟。

    國內(nèi)計(jì)算機(jī)廠商也開始接受國產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)，這意味著國產(chǎn)GPU迎來新的發(fā)展機(jī)遇。目前，國內(nèi)唯一一家自主研發(fā)國產(chǎn)化圖形處理芯片（GPU）并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的景嘉微電子正在積極進(jìn)入民用市場(chǎng)。

    據(jù)了解，景嘉微JM7200芯片已完成與龍芯、飛騰、銀河麒麟、中標(biāo)麒麟、國心泰山，以及天脈等國內(nèi)主要的CPU和操作系統(tǒng)廠商的適配工作，與中國長城、超越電子等十余家國內(nèi)主要計(jì)算機(jī)整機(jī)廠商建立合作關(guān)系并進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試，進(jìn)一步開展適配與市場(chǎng)推廣工作。

    不得不承認(rèn)，國產(chǎn)GPU與英偉達(dá)和AMD的芯片仍有較大差距，但是，“新基建”的大幕已經(jīng)拉開，國產(chǎn)GPU必須要站出來。一方面，國產(chǎn)GPU廠商要提高產(chǎn)品品質(zhì)，另一方面國產(chǎn)GPU廠商需要充分發(fā)揮本地市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，提升服務(wù)質(zhì)量，這樣才會(huì)在窗口期抓住機(jī)遇。

    AI風(fēng)口不容錯(cuò)過

    目前，國產(chǎn)GPU市場(chǎng)競爭情況并不激烈，709 所和716所屬于軍工集團(tuán)內(nèi)部的研究所，主要為軍用武器裝備配套；而景嘉微、長沙韶光這兩家公司以軍用裝備為主，剛剛轉(zhuǎn)向民用市場(chǎng)。而且國內(nèi)自主可控設(shè)備的市場(chǎng)空間很大，國產(chǎn)GPU還處于藍(lán)海市場(chǎng)，該市場(chǎng)能夠容納新進(jìn)入者。

    加之，下游市場(chǎng)不斷爆發(fā)新需求。隨著人工智能的飛速發(fā)展，尤其在圖像處理及語音識(shí)別領(lǐng)域的研究取得了很好的突破，因此這一領(lǐng)域?qū)λ懔σ笠苍絹碓礁摺Ｍ瑫r(shí)，已經(jīng)發(fā)展到第三代的GPU，可編程性不斷增強(qiáng)，特別是CUDA等編程環(huán)境的出現(xiàn)，使GPU通用計(jì)算編程的復(fù)雜性大幅度降低，計(jì)算能力大大提高。

    由此推斷，GPU在人工智能領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展空間，芯片巨頭也紛紛看好這一領(lǐng)域。目前，英偉達(dá)能夠搶占70％的AI芯片市場(chǎng)，大約有3000家人工智能公司采購英偉達(dá)的GPU芯片。

    在GPU市場(chǎng)中，英偉達(dá)的霸主地位不可撼動(dòng)。難道，國產(chǎn)GPU廠商毫無反擊之力嗎？

    在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，GPU服務(wù)器會(huì)通過其智能化、數(shù)字化的功能，不斷拓展市場(chǎng)份額。在中國市場(chǎng)，GPU服務(wù)器的市場(chǎng)份額不斷提升。

    IDC《2019年上半年中國AI基礎(chǔ)架構(gòu)市場(chǎng)跟蹤報(bào)告》顯示，2019年上半年中國GPU服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模為8．3億美元（約合人民幣58．1億元），同比增長53．7％。 IDC預(yù)測(cè)，到2023年中國GPU服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到43．2億美金（約合人民幣298億元），未來5年整體市場(chǎng)年復(fù)合增長率（CAGR）為27．1％。

    下游需求不斷增加，國產(chǎn)GPU廠商的未來也更加明朗。隨著國產(chǎn)GPU的性能提升，國產(chǎn)服務(wù)器廠商也會(huì)逐漸選購國產(chǎn)GPU。雖然下游廠商在選購芯片前有標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證流程，但業(yè)內(nèi)人士向億歐科創(chuàng)透露：“芯片的認(rèn)證程序需要花費(fèi)2－3個(gè)月的時(shí)間，而且公司會(huì)有樣機(jī)提供認(rèn)證測(cè)試，不會(huì)影響整體的上市流程?！?/p>

    由此可見，中國廠商更換供應(yīng)商的成本并不高。只要國產(chǎn)GPU質(zhì)量過關(guān)，在國產(chǎn)替代和新基建的雙重力量推動(dòng)下，中國GPU的整體實(shí)力有望大幅提升。

    歷史車輪滾滾向前，中國芯片實(shí)現(xiàn)自主可控勢(shì)在必行。不論是重視生態(tài)建設(shè)的CPU還是技術(shù)壁壘過高的GPU，中國有能力攻克。在這過程中，國內(nèi)廠商或許會(huì)面對(duì)很多難題，或許會(huì)花費(fèi)很長時(shí)間去解決。不過，機(jī)遇已經(jīng)擺在大家面前，低頭做事、抬頭看天的企業(yè)才會(huì)突圍成功。