新基建整装待发，国产GPU做好准备了吗？

    【CPS中安网 cps.com.cn】在疫情“黑天鹅”的冲击下，全球资本慌不择路。在这一转折点上，，中国亮出“尚方宝剑”。3月4日，在中央政治局常务委员会召开的会议上，决策层强调，要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。

　　与传统基建不同的是，新型基础设施是指5G、人工智能、工业互联网、物联网、数据中心等基础设施。本质上，新型基础设施是支撑传统产业向网络化、数字化、智能化方向发展的信息技术设施。因此，新基建需要半导体厂商的协同配合。

　　当“新基建”成为市场关注的热点时，半导体产业发展也不容忽视。5G、人工智能、工业互联网、数据中心等基础设施都少不了一颗颗小小的芯片，加速芯片国产化替代势在必行。

　　国产GPU为何鲜有耳闻？

　　芯片一贯被誉为科技巨人头上的皇冠，可见其地位的重要性。

　　自从中兴事件发生以后，芯片的国产替代成为国民级话题。随着中国信息化发展加速，“缺芯”的问题再次受到国家重视。CPU作为计算机的心脏，是集成电路产业的核心所在。“十二五”之后，国产CPU步入了正轨，一大批国产CPU企业成长起来，其产品覆盖了高性能计算、桌面、移动和嵌入式等主要应用场景。

　　在高性能计算方面，天津飞腾、海光申威等处理器产品已经在E级（每秒百亿亿次）超算原型机上得到应用；在服务器方面，飞腾、龙芯、海光、华为海思均有新品发布，其中飞腾2000+/64核产品性能已经与英特尔主流E5部分产品性能相当。

　　国产CPU正发展得如火如荼，国产GPU却默默无闻。

　　国产GPU发展缓慢的一部分原因在于，GPU结构没有控制器，必须由CPU进行控制调用才能工作，否则GPU无法单独工作。所以，国产CPU先行一步的原因是符合芯片产业发展逻辑。

　　另外，GPU的技术难度很高，进展缓慢也情有可原。Moor Insights & Strategy首席分析师莫海德曾表示：“相比CPU，开发GPU要更加困难，而GPU设计师、工程师和驱动程序的作者都要更少。”

　　同时，聚焦打造高端、云端计算芯片和计算基础软件的天数智芯副总裁王萌告诉亿欧：“近两年中兴和华为受到美国制裁后，国家和社会对芯片领域关注度提高，但由于之前的积累不足，国内依然存在人才缺口和空档。”

　　在芯片行业，人才培养是一个耗费精力和时间的过程。一般来说，培养一位拥有丰富的流片经验并且能够根据市场动态及时修改芯片设计方案的成熟工程师，至少需要10年的时间。

　　即便华为海思的芯片设计能力，尤其是手机芯片的设计能力已经达到了较高的水平。但是2018年华为推出的GPU Turbo技术，也只是通过修改软件底层代码提高GPU效能，并不是完全的自主研发。

　　这一切都证明了GPU的确存在着技术壁垒，而且这一技术壁垒短期内无法跨越。

　　国产替代时不我待

　　GPU难做吗？难！国产GPU要搞吗？要，且时不我待。

　　疫情在全球蔓延，消费需求很有可能受到严重抑制。中国作为地球村的一名成员，自然也会受到波及。此次国家提出大力发展“新基建”，或将对拉动经济起到积极作用。毕竟，5G、人工智能、大数据中心，每个领域都有着数十万乃至千亿级别的大市场。

　　更重要的是，“新基建”的每一个细分行业都离不开芯片。由此可见，国产芯片迎来了窗口期。

　　以前，国内信息网络软硬件设备中的关键技术和产品大多依赖进口，一旦国外封锁核心技术或禁售关键产品，国内信息产业都会面临巨大挑战。2016年的中兴事件和华为列入实体清单，让国人意识到核心技术自主可控的重要性。

　　如今，安全可控已经成为国内主旋律，而“新基建”便是国产替代的最佳时机。在新基建建设过程中，国产芯片厂商进入到供应链的核心环节，可以大大加速芯片国产化替代进程。兆芯相关人员表示：“兆芯的CPU已经和UOS、中科方德、麒麟软件、普华、Windows等操作系统完成适配工作。”

　　近几年，在国产软硬件方面，国产替代已经有了稳步发展。很多计算机整机厂开始采用国产CPU和操作系统。如山西百信采用了华为鲲鹏CPU，且预装的系统是国产的深之度和中标麒麟。

　　国内计算机厂商也开始接受国产CPU和操作系统，这意味着国产GPU迎来新的发展机遇。目前，国内唯一一家自主研发国产化图形处理芯片（GPU）并实现产业化落地的景嘉微电子正在积极进入民用市场。

　　据了解，景嘉微JM7200芯片已完成与龙芯、飞腾、银河麒麟、中标麒麟、国心泰山，以及天脉等国内主要的CPU和操作系统厂商的适配工作，与中国长城、超越电子等十余家国内主要计算机整机厂商建立合作关系并进行产品测试，进一步开展适配与市场推广工作。

　　不得不承认，国产GPU与英伟达和AMD的芯片仍有较大差距，但是，“新基建”的大幕已经拉开，国产GPU必须要站出来。一方面，国产GPU厂商要提高产品品质，另一方面国产GPU厂商需要充分发挥本地市场的优势，提升服务质量，这样才会在窗口期抓住机遇。

　　AI风口不容错过

　　目前，国产GPU市场竞争情况并不激烈，709 所和716所属于军工集团内部的研究所，主要为军用武器装备配套；而景嘉微、长沙韶光这两家公司以军用装备为主，刚刚转向民用市场。而且国内自主可控设备的市场空间很大，国产GPU还处于蓝海市场，该市场能够容纳新进入者。

　　加之，下游市场不断爆发新需求。随着人工智能的飞速发展，尤其在图像处理及语音识别领域的研究取得了很好的突破，因此这一领域对算力要求也越来越高。同时，已经发展到第三代的GPU，可编程性不断增强，特别是CUDA等编程环境的出现，使GPU通用计算编程的复杂性大幅度降低，计算能力大大提高。

　　由此推断，GPU在人工智能领域有着巨大的发展空间，芯片巨头也纷纷看好这一领域。目前，英伟达能够抢占70%的AI芯片市场，大约有3000家人工智能公司采购英伟达的GPU芯片。

　　在GPU市场中，英伟达的霸主地位不可撼动。难道，国产GPU厂商毫无反击之力吗？

　　在数据中心市场，GPU服务器会通过其智能化、数字化的功能，不断拓展市场份额。在中国市场，GPU服务器的市场份额不断提升。

　　IDC《2019年上半年中国AI基础架构市场跟踪报告》显示，2019年上半年中国GPU服务器市场规模为8.3亿美元（约合人民币58.1亿元），同比增长53.7%。 IDC预测，到2023年中国GPU服务器市场规模将达到43.2亿美金（约合人民币298亿元），未来5年整体市场年复合增长率（CAGR）为27.1%。

　　下游需求不断增加，国产GPU厂商的未来也更加明朗。随着国产GPU的性能提升，国产服务器厂商也会逐渐选购国产GPU。虽然下游厂商在选购芯片前有标准的认证流程，但业内人士向亿欧科创透露：“芯片的认证程序需要花费2-3个月的时间，而且公司会有样机提供认证测试，不会影响整体的上市流程。”

　　由此可见，中国厂商更换供应商的成本并不高。只要国产GPU质量过关，在国产替代和新基建的双重力量推动下，中国GPU的整体实力有望大幅提升。

　　历史车轮滚滚向前，中国芯片实现自主可控势在必行。不论是重视生态建设的CPU还是技术壁垒过高的GPU，中国有能力攻克。在这过程中，国内厂商或许会面对很多难题，或许会花费很长时间去解决。不过，机遇已经摆在大家面前，低头做事、抬头看天的企业才会突围成功。 

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