近年來，國(guó)産GPU頻頻傳出好(hǎo)消息。景嘉微宣布其JM9系列第二款GPU已經(jīng)完成(chéng)流片、封裝階段工作。芯動科技在去年底推出一顆“風華1号”，填補了國(guó)産4K級桌面(miàn)顯卡和服務器級顯卡兩(liǎng)大空白。2020年成(chéng)立的摩爾線年後(hòu)發(fā)布了第一代MUSA系統架構GPU，并可量産交付。壁仞科技也緊跟著(zhe)宣布首款通用GPU芯片點亮成(chéng)功。

　　在市場和政策的推動下，曾經(jīng)蒙塵的國(guó)産GPU開(kāi)始閃爍自己的光芒。這(zhè)是國(guó)産GPU的黃金時(shí)代。

　　如此廣闊的中國(guó)市場中，國(guó)産GPU的市占比卻少的可憐。2019年，中國(guó)芯片的自給率僅爲30%左右，從中國(guó)主要芯片國(guó)産化率來看，射頻芯片、移動通信終端、模拟芯片、閃存、微控制器、内存、可編輯邏輯器件的國(guó)産化率分别爲40%、24%、15%、5%、3%、1%、1%。謹慎估計GPU芯片的國(guó)産化規模約37億元。

　　但屬于高端芯片的GPU研發(fā)卻并不容易。Intel一直想踏足高端GPU領域，但仍未成(chéng)功。英特爾最早的GPU研發(fā)可以追溯到 1997 年，英特爾通過(guò)收購C&T 獲得了 2D 顯示核心技術，3D 技術源于擁有 20%股權的 Real3D。但直到2022年4月，Intel仍未推出自己消費級的獨立 GPU 産品。

　　從國(guó)内GPU龍頭景嘉微的産品來看，景嘉微在2021年9月推出的JM9231和JM9271將(jiāng)采用業界主流的統一渲染架構，支持 OpenGL4.5接口，可以無縫兼容市面(miàn)上主流的CPU、操作系統和應用程序。

　　JM9231性能(néng)與國(guó)際同類公司2016年中低端産品性能(néng)相當，主要針對(duì)國(guó)産化辦公電腦，便攜式計算機、中低端的遊戲機和高端嵌入式系統等消費電子領域。JM9271在JM9231基礎上對(duì)科學(xué)計算能(néng)力進(jìn)行大幅度提高和改進(jìn)，可以達到國(guó)際同類公司2017年中高端産品的性能(néng)。

　　可以看出，相較于國(guó)際巨頭，國(guó)内GPU的性能(néng)差距還(hái)很遠。因此對(duì)于中國(guó)來說(shuō)，推動GPU的自主研發(fā)刻不容緩。

　　盡管國(guó)内GPU的發(fā)展存在很多問題，但筆者仍然認爲現在的時(shí)代是國(guó)産GPU發(fā)展的黃金時(shí)代。

　　我們正在進(jìn)入“一切需要可視化的時(shí)代”，這(zhè)幾年市場對(duì)于GPU的需求增長(cháng)極快。可視化需要大量的圖形、圖像計算能(néng)力，無論是雲端還(hái)是邊緣側都(dōu)需要大量的高性能(néng)圖像處理能(néng)力。

　　GPU在AI、數據中心領域需求極大。根據IDC數據，2022年全球AI芯片市場將(jiāng)達352億美元。其中GPU占比最大，Goldman預計到2025年GPU占比將(jiāng)達到57%。

　　GPU巨頭英偉達2022年發(fā)布的财報中各項經(jīng)營指标驚人，2022财年全年營收269億美元，相比2021财年增加103億美元，同比增長(cháng)61%；淨利潤97.5億美元，同比增長(cháng)122%。不管是營收還(hái)是淨利潤，均創紀錄 。

　　無論是客戶需求還(hái)是供應商的市值變化都(dōu)在證明——GPU市場正處于火爆時(shí)刻。

　　在2006年，國(guó)務院頒布了《國(guó)家中長(cháng)期科學(xué)和技術發(fā)展規劃綱要（2006年-2020年）》，“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件産品”（簡稱“核高基重大專項”）位列16個科技重大專項首位，也被(bèi)稱之爲“01專項”，國(guó)産GPU位列其中。

　　國(guó)務院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成(chéng)電路産業和軟件産業高質量發(fā)展的若幹政策》，《若幹政策》強調，集成(chéng)電路産業和軟件産業是信息産業的核心，是引領新一輪科技革命和産業變革的關鍵力量。國(guó)務院發(fā)布的相關數據顯示，中國(guó)芯片自給率要在2025年達到70%

　　自2017年以來，多個中國(guó)新一代初創型GPU研發(fā)公司相繼成(chéng)立，逐漸成(chéng)爲中國(guó)GPU曆史舞台上的一員。

　　在圖形GPU領域，國(guó)内以景嘉微、航錦科技等爲代表的傳統企業爲主力。另外，從事(shì)CPU研發(fā)的企業（如兆芯、龍芯等），也開(kāi)始切入這(zhè)個賽道(dào)，增強了國(guó)内GPU企業的整體研發(fā)實力。

　　景嘉微是中國(guó)第一家成(chéng)立的GPU公司，公司産品主要分爲圖形圖像處理系統、小型雷達系統、GPU 芯片，廣泛應用于軍工行業。公司圖形顯控領域産品包括圖顯模塊和加固類産品，其中圖顯模塊是核心産品。

　　景嘉微成(chéng)立當年，恰逢我國(guó)軍用飛機圖形顯控系統由使用 DSP 與 FPGA 圖形加速器向(xiàng)使用 GPU 圖形處理器升級，公司準确把握機遇，將(jiāng)大量資源投入飛機圖形顯控領域的研究。也正因如此，景嘉微最初是制作軍工産品起(qǐ)家。

　　摩爾線個月發(fā)布全新統一系統架構MUSA和全能(néng)GPU産品“蘇堤”等系列新品。其公司創始人兼CEO張建中此前曾任英偉達全球副總裁、中國(guó)區總經(jīng)理，在GPU行業深耕超過(guò)15年，帶領英偉達開(kāi)拓建立了GPU在中國(guó)的完整的生态系統。

　　沐曦集成(chéng)電路在2021年完成(chéng)數億元PreA+輪融資，融資由兩(liǎng)家“國(guó)家隊”：國(guó)調基金、中網投聯合領投，聯想創投等多家機構跟投。據稱這(zhè)家高性能(néng)通用GPU芯片設計公司的創始團隊主要來自AMD等國(guó)際公司，擁有從40nm到7nm制程GPU芯片的設計和量産經(jīng)驗。

　　芯瞳半導體創始團隊來自西郵GPU研發(fā)團隊，這(zhè)家專注于計算機圖形和高性能(néng)計算的芯片設計初創公司將(jiāng)在南京投資1.5億元，開(kāi)發(fā)高性能(néng)、高可靠和高穩定性的國(guó)産自主GPU和人工智能(néng)芯片。

　　天數智芯自研的一款7納米GPGPU(通用圖形處理器)芯片産品卡——BI成(chéng)功發(fā)布,這(zhè)是中國(guó)第一款全自研且有産品面(miàn)世的GPGPU的芯片。其首款全自研GPU架構下的7nm雲端訓練芯片及GPGPU産品卡已亮相，這(zhè)款芯片采用台積電7nm制程、容納240億晶體管及采用2.5DCoWoS晶圓封裝技術。

　　國(guó)産GPU最近一段時(shí)間借助IP授權多點開(kāi)花，紛紛流片成(chéng)功或量産，算是邁出了艱難的第一步。

　　任何一款高端芯片的打造都(dōu)離不開(kāi)IP。一個GPU中行業IP核占用的面(miàn)積超過(guò)了80%。但IP的研發(fā)并不輕松，GPU IP自研需要36-48個月以及200個工程師，而采用外購IP的方式，可以減少12-18個月開(kāi)發(fā)周期。

　　芯動科技于去年發(fā)布的GPU“風華1号”，其IP購買自英國(guó)GPU技術授權公司Imagination。獲得架構許可後(hòu)，芯動科技探索了很多自己的方案，包括自研的Cache一緻性Innolink Chiplet技術，内置國(guó)産物理不可克隆iUnique Security PUF信息安全加密技術等。因此“風華1号”GPU80%以上的IP都(dōu)屬于自主研發(fā)。

　　外購IP加上自研設計非常有利于商業變現，可以快速獲得成(chéng)熟系統和後(hòu)端版圖，同時(shí)也有利于快速構建軟件棧和底層工業API适配，極大的降低研發(fā)周期和風險。如今國(guó)内主要的通用計算+圖形GPU創業公司，如芯動、摩爾線程、壁仞等等都(dōu)使用Imagination IP或者芯原授權的IP。但使用IP授權也有缺點，即核心電路專利無法自控和自主叠代。

　　随著(zhe)GPU成(chéng)爲AI計算的必需品，一波GPU創業潮在中國(guó)市場興起(qǐ)。據統計僅2020~2021年，GPGPU領域就(jiù)有近20起(qǐ)融資事(shì)件發(fā)生。2018年12月瀚博半導體在上海成(chéng)立，目前已經(jīng)完成(chéng)總計5000萬美元的A輪融資；2019年成(chéng)立的壁仞科技，在2021年3月完成(chéng)了B輪融資，18月累計融資超過(guò)47億元；同年11月芯瞳半導體成(chéng)立；2021年，沐曦集成(chéng)電路宣布完成(chéng)10億元人民币A輪融資。

　　但初創之下國(guó)産GPU仍然面(miàn)臨生産困難。目前和AI相關的大芯片，因爲需要CoWoS等先進(jìn)封裝，所涉及的中介層原材料非常緊缺，在目前産能(néng)吃緊的情況下，對(duì)于已經(jīng)推出一些産品的初創GPU企業，會(huì)面(miàn)臨短期盈利的問題。

　　并且GPU市場早已被(bèi)虎視眈眈的英偉達、AMD包圍，中國(guó)GPU芯片初創公司需要和這(zhè)些擁有技術、經(jīng)濟實力的巨頭競争，必然是處于劣勢。

　　芯片量産前還(hái)要經(jīng)曆冗長(cháng)的設計測試流程。通常一款高端芯片前端和後(hòu)端設計要耗1~3年，設計完成(chéng)後(hòu)流片環節需要3~6個月，期間還(hái)會(huì)有流片失敗一切重來的風險。即使成(chéng)功流片，還(hái)需經(jīng)過(guò)3~12個月的産品測試調優，才能(néng)開(kāi)啓量産。

　　因此盡管越來越多的GPU廠商湧入，但陣陣喧鬧過(guò)後(hòu)，市場上仍未見可與國(guó)際巨頭對(duì)标的量産産品。

　　此外，對(duì)于國(guó)産GPU來說(shuō)，産品如何實現規模化商用，搭建國(guó)産GPU生态同樣(yàng)是一個難題。芯片的成(chéng)功和成(chéng)熟需要大量的驗證和出貨，而找到可持續的落地場景才是長(cháng)期發(fā)展的關鍵驅動力。

　　ICViews采訪業内人士其表示：“目前國(guó)産GPU在相同性能(néng)下，價格更貴。同時(shí)，由于英偉達等國(guó)外龍頭推出GPU時(shí)間更長(cháng)，長(cháng)期使用國(guó)外GPU的廠商出于慣性也不會(huì)突然更換國(guó)産GPU。”

　　GPU是一個高技術含量的賽道(dào)，而且我國(guó)在這(zhè)一領域發(fā)展已經(jīng)落後(hòu)許久。盡管近年來突然開(kāi)始有不少初創公司踏足GPU領域，并受到資本青睐，但我國(guó)想要徹底打破GPU壟斷并不是一件易事(shì)。

　　GPU 設計是一項系統工程，包含硬件架構、算法、軟件生态等多個組成(chéng)，缺一不可。從GPU的發(fā)展曆程來看，GPU單芯片算力增長(cháng)速度超過(guò)CPU，在算力競争上，GPU也比CPU更勝一籌。

　　沐曦集成(chéng)電路CEO陳維良曾表示：“全球高性能(néng)GPU市場被(bèi)國(guó)外公司壟斷，核心算力芯片受制于人，國(guó)家安全以及國(guó)計民生存在巨大的不可控風險，國(guó)産替代勢在必行。”

　　在市場、政策的推動下，國(guó)産GPU百花齊放，這(zhè)將(jiāng)是國(guó)産GPU最好(hǎo)的時(shí)代。