安防芯片自衛(wèi)戰(zhàn)是如何打響的
??低?/u>在 10 月貿(mào)易風(fēng)波中經(jīng)歷的采購問題,引出了一個(gè)中國安防企業(yè)共同面對的發(fā)展關(guān)鍵——芯片。
以??低暈槔?,分析其芯片采購構(gòu)成會發(fā)現(xiàn):高端 CPU、GPU 等通用器件主要來源于安霸、英偉達(dá)、英特爾等美國企業(yè);余下的中端甚至是低端元件來自于海思等國內(nèi)企業(yè),但值得一提的是 SoC 芯片等元件已實(shí)現(xiàn)非美國供應(yīng)。
面對如此的飛來橫禍,??低曉陔娫挄h上回應(yīng),在高端元件方面事先備好的 1-2 年存貨和正在進(jìn)行的供應(yīng)鏈及產(chǎn)品方案的替代處理,緩和了此次風(fēng)波中經(jīng)歷的風(fēng)險(xiǎn)和壓力。
但所有人都悉知這并非長遠(yuǎn)之計(jì)。,海康威視高級副總經(jīng)理、董秘黃方紅明確表示「如果有需要我們自己設(shè)計(jì)芯片」,「自研一款芯片并不是很復(fù)雜的事情,但大家需要關(guān)注的是中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈整體的進(jìn)展」。
國內(nèi)安防市場如今面臨了一個(gè)希臘半神英雄阿基里斯一樣的困境。
國內(nèi)安防產(chǎn)業(yè)體量巨大,但與此同時(shí),高端芯片過度依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀卻反映出國內(nèi)安防芯片領(lǐng)域發(fā)展的不良于行。安防芯片就是這個(gè)英雄脆弱的腳踵,被擊中后不僅步履維艱,更有就此轟然倒下的危機(jī)。
這在這個(gè)特殊的外交歷史時(shí)期尤為引發(fā)思考和關(guān)注。
1 追根溯源
國產(chǎn)芯片問題的關(guān)鍵在哪里?
這就需要對近期安防產(chǎn)業(yè)鏈條中的關(guān)鍵芯片元件的市場,以及芯片設(shè)計(jì) EDA 行業(yè)進(jìn)行集中整理和分析,才能較為全面地認(rèn)識到其中的問題。
1.CPU
CPU 是芯片領(lǐng)域技術(shù)追趕難度最大的存在,同樣也是安防領(lǐng)域數(shù)據(jù)中心端最重要的存在。
一方面,英特爾幾乎壟斷了整個(gè) CPU 市場,國內(nèi)敢于挑戰(zhàn) CPU 內(nèi)核的企業(yè)團(tuán)隊(duì)數(shù)量非常有限。雖然有龍芯這樣具有研發(fā)能力的廠商,但產(chǎn)品大都沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)。因此維持生存和運(yùn)營仍需要申請科研項(xiàng)目和政府的補(bǔ)貼。
另一方面,由于缺乏完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持,盡管做出的產(chǎn)品在單一或部分指標(biāo)上能夠超越國外 CPU,但還是不足以與市場主導(dǎo)產(chǎn)品形成競爭。
但有希望的是,從龍芯(MIPS)架構(gòu),海光和兆芯(X86 架構(gòu),從 AMD 和 VIA 獲得授權(quán),申威(購買 DEC alpha 架構(gòu)),再加上一些交換芯片,arm 架構(gòu)的處理器,中國基本能實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全自主。
同時(shí),RISC-V 開源架構(gòu)的普及有望吸引到更多的挑戰(zhàn)者。
1)龍芯,源于中科院,是國內(nèi) PC 級 CPU 銷量最大的公司,打破了國內(nèi)部分專家和從業(yè)人士并不看好 CPU 國內(nèi)自主路線的發(fā)展的落后觀念。
最新一代龍芯 3A4000 處理器,采用 28nm 工藝,頻率從龍芯 3A3000 的 1.5GHz 提升到了 2.0GHz,架構(gòu)升級為 GS464V,搭配的芯片組也升級到了龍芯 7A2000,28nm 工藝。目前亮相的只是樣機(jī)量產(chǎn)向客戶供貨要等到明年。
另一波代表產(chǎn)品,龍芯 3A/B3000 處理器出貨量達(dá) 30 萬片以上。據(jù)稱更換到 14 納米工藝后,就能達(dá)到 AMD 公司 Zen 系列處理器的水平。
2)兆芯,成立于 2013 年,是 VIA 威盛與上海政府基金成立的合資公司,獲得了 X86 授權(quán),是國內(nèi)發(fā)展高性能 X86 處理器的中堅(jiān)力量。
兆芯和安鈦克合作發(fā)布國產(chǎn)化自主可控網(wǎng)絡(luò)安全平臺,也與龍芯、飛騰有合作,推出龍芯 3A3000/3A4000,兆芯 C4600、飛騰 FT1500A/2000 系列。
在 x86 處理器領(lǐng)域,如果說狀元和榜眼分別是英特爾 (intel) 和 AMD,那么探花則是 2013 年成立的上海兆芯集成電路公司。
今年 6 月份發(fā)布的兆芯 KX-6000、KH-30000 系列,將工藝升級到 16nm 工藝,成為國內(nèi)第一款主頻達(dá)到 3.0G 赫茲的通用 CPU,有 4 核及 8 核兩種規(guī)格,還支持 PCIe 4.0、雙通道 DDR4 內(nèi)存,搭配的芯片組升級到了 KH-3000 系列。
3)今年初,華為推出鯤鵬 920,成為業(yè)界首顆兼容 ARM 架構(gòu)的 64 核數(shù)據(jù)中心處理器。
性能上,四核版相當(dāng)于酷睿 i5 6300H,八核版相當(dāng)于酷睿 i5 8300H。采用 7nm 工藝制造,該處理器基于 ARMv8 架構(gòu),擁有 64 個(gè) 2.6GHz 核心,支持 8 通道 DDR4、PCIe 4.0 和 CCIX 互聯(lián)芯片。
9 月,華為已經(jīng)率先在深圳電力行業(yè)部署鯤鵬國產(chǎn) CPU 生態(tài)體系,逐漸取代英特爾 CPU。
4)飛騰,是國產(chǎn) CPU 企業(yè)中能夠覆蓋高性能計(jì)算芯片 (大) 到桌面、嵌入式芯片 (?。?均能提供產(chǎn)品的企業(yè),是國產(chǎn)芯片的主流代表之一。
截至 2019 年 8 月,已聯(lián)合 500 余家軟硬件合作伙伴,研制了 6 大類 300 余種整機(jī)產(chǎn)品,移植、優(yōu)化了 1000 余種軟件。
2019 年 8 月 26 日,國內(nèi)自主安全領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)中國長城完成對天津飛騰 35% 的股權(quán)收購,成為天津飛騰的第一大股東。
2.GPU 芯片:
GPU 方面,產(chǎn)值小、門檻高使市場內(nèi)幾乎只剩下兩家可以研發(fā)高性能 GPU 的公司:AMD 和英偉達(dá)。英偉達(dá)是全球最大的獨(dú)立 GPU 供應(yīng)商,GPU 芯片銷售收入占到了總收入的 81%。
而在移動 GPU 端,主流架構(gòu)主要包括 ARM 開發(fā)的 Mali、Imagination 開發(fā)的 PowerVR,以及高通開發(fā)的 Adreno。
在被蘋果拋棄前,ImaginaTIon 曾是業(yè)內(nèi)最大的研發(fā)商,瀕臨倒閉,2017 年被中國私募投資基金——?jiǎng)P橋(Canyon Bridge)斥資 5.5 億英鎊(約合 49 億元人民幣)收購。目前全球采用 ImaginaTIon 技術(shù)的芯片出貨已經(jīng)超過了 110 億顆。
技術(shù)、人才、專利,這三樣成為了其他公司與之同場競技時(shí)不得不面對的重要障礙,國內(nèi) GPU 廠商更是難以摸到彼此之間的巨大差距。景嘉微成為了目前國內(nèi)唯一量產(chǎn) GPU 的行業(yè)龍頭。
1)景嘉微,國內(nèi) GPU 行業(yè)龍頭,A 股唯一 GPU 芯片設(shè)計(jì)公司,成立于 2006 年 4 月。
研發(fā)背靠國防科大,并積極與國內(nèi)外算法公司展開新技術(shù)合作。首款具備自主知識產(chǎn)權(quán)的圖形處理芯片 JM5400 已經(jīng)開始應(yīng)用,下一代 GPU JM7200 流片、封裝、測試、適配順利, 今年 3 月份獲得首批訂單,明年有望放量。JM9231 GPU 性能可達(dá)到 2016 年中低端產(chǎn)品水平,這對于起步較晚的國內(nèi)顯示芯片行業(yè)而言應(yīng)該說意義還是非常重大的。
2)西郵微電,嵌入式圖形處理器(GPU)芯片-螢火蟲 1 號,嵌入式 GPU 芯片,該項(xiàng)目填補(bǔ)了國內(nèi)空白,總體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
3)中科曙光,代表的 Xmachine GPU 服務(wù)器和 Sothis AI 人工智能平臺,面向金融人工智能應(yīng)用,提供定制化開發(fā)產(chǎn)品及服務(wù)。從芯片、板卡、整機(jī)、平臺、開發(fā)架構(gòu)上,全面支撐金融機(jī)構(gòu)的人工智能應(yīng)用,提高金融服務(wù)器性能,控制金融風(fēng)險(xiǎn)。
4)英特爾,明年即將推出 Xe GPU,半路進(jìn)軍已經(jīng)十分成熟的 GPU 市場,勢必會做出差異化產(chǎn)品。據(jù)稱,GPU 將成為英特爾公司未來第二重要的產(chǎn)品。
5)Vivante 被芯原微電子收購,主流的嵌入式 GPU 技術(shù)供應(yīng)商,ARM、ImaginaTIon、Qualcomm、Vivante 和 NVIDIA 五強(qiáng)基本壟斷市場。
3. ASIC 芯片/AI 芯片:
專用芯片 ASIC(多為 AI 芯片)的高研發(fā)時(shí)間成本和高技術(shù)商業(yè)化風(fēng)險(xiǎn)成了未來推廣之路的一大障礙。但其場景定制化的優(yōu)點(diǎn)備受安防廠商青睞,目前國內(nèi)已有成熟安防芯片產(chǎn)品,如比特大陸、寒武紀(jì)、地平線、依圖等。
由于尚未形成一定的技術(shù)壁壘,國內(nèi)芯片廠商紛紛抓住此次機(jī)會想要一展頭角:中科寒武紀(jì)推出了 NPU 芯片,地平線推出了 BPU 芯片等等以響應(yīng)市場的號召。國內(nèi)芯片廠商在這一領(lǐng)域的發(fā)展值得期待。