2018年04月23日 | 阿里要做的“中国芯” 是不是能救中国的那颗芯？

　　简单来说，高端芯片解决很多复杂问题，中端芯片解决单个复杂问题，低端芯片解决一个简单问题。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。

　　阿里巴巴收购中天微、自主研发“中国芯”，打响了中美贸易反击战“第一枪”的消息，给“芯痛”的中国注入一剂强“芯”针，舆论似乎又看到了中国芯片弯道超车的机会。事实上，我们应该正视的是：

　　中国芯片产业要走的道路还有很长，虽然一直在努力，但芯片行业的高壁垒使得短期内很难弯道超车。

　　之所以这么说，是因为集成电路产业链极其复杂，包括软件(EDA工具)、设计、制造、封测、材料、设备等。自主设计不等于自主制造，拥有硬件不等于也能生产软件，中低端芯片不等于高端芯片，专用芯片市场潜力大不等于可以取代通用芯片……

　　问题来了，在“芯片”刷屏的日子里，我们最需要知道的可能是，我们所谈论的“芯片”，到底是哪种“芯片”。

　　高中低端芯片分类

　　数字芯片、模拟芯片皆有高中低芯片之分。简单来说，高端芯片解决很多复杂问题，中端芯片解决单个复杂问题，低端芯片解决一个简单问题。

　　在大家比较熟悉的芯片中，CPU、GPU、基于FPGA架构(现场可编程门阵列)的深度学习芯片和ASIC(专用集成芯片)等皆属于高端通用芯片，稍有不同的是，基于 FPGA 或 ASIC 的深度学习芯片多用于人工智能领域，特别是用于智能摄像头，因此更像是可编程的专用芯片。

　　阿里巴巴达摩院昨日宣布正在研发的神经网络芯片——Ali-NPU，即是用于图像视频分析、机器学习等AI推理计算的专用芯片。2017年以来，随着人工智能逐渐走向应用层，AI 芯片成为一股创业浪潮。在这波浪潮中兴起的寒武纪、地平线、深鉴科技等，无不是基于 FPGA 或 ASIC 的专用芯片。值得一提的是，目前走得最快、已有芯片应用到华为手机上的寒武纪，是有中科院背景的“国家队”。而 FPGA、ASIC 依然全部依赖进口。

芯片产业困局、集成电路板 / 视觉中国

　　比之于通用芯片，AI芯片门槛较低。“中美芯片领域整体差距在10年以上，AI相关领域是难得的同一起跑线的行业了。”深鉴科技 CEO 姚颂告诉寻找中国创客。

　　松禾创新基金投资总监梁辉曾在华为从事芯片方面业务。据梁辉介绍，要判断这些 AI 芯片是否受制于外方，要看他们在算法中是否使用了CPU 的 IP 核。“据我了解，有的 AI 芯片方案在算法中包括的 ARM 的核，那这样核的 IP 肯定还是使用的国外的 IP。而有些纯做 ASIC 算法的，就跟核没关系了。这种情况下，如果整个设计都掌握在自己手中，就不会受国外影响。”

　　据寻找中国创客记者了解，目前，提供CPU IP Core技术的主要是ARM、AMD、IBM等英美公司。前文提到的阿里巴巴收购的中天微，是目前中国大陆唯一大规模量产的自主嵌入式CPU IP核公司。这一举动虽彰显了Jack 马自研芯片的决心，但有芯片行业资深人士认为，中天微的CPU IP核与 ARM、IBM 显然不在同一档次。“据我了解，国内目前 CUP 想要跟 Intel 对标，还是很难以企及的。”

　　而从应用场景划分，手机移动处理器、高级自动驾驶主控芯片、用于发展5G 通讯的芯片等，均属于高端芯片。

　　手机芯片方面，其中联发科、高通在手机芯片市场几乎占据垄断地位，几乎所有安卓系统旗舰手机均采用高通骁龙处理器，而中低端安卓机型一般采用联发科处理器。苹果、三星、华为较为特殊，使用其自研处理器。有接近华为芯片内部人士告诉寻找中国创客记者，第一代华为麒麟芯片尚不成熟，但华为手机整体设计掩盖了芯片的缺点，这才让芯片可以落地使用，给了芯片产品迭代升级的机会。而这一过程，华为花了近20年。

　　在自动驾驶领域，图森未来 CEO陈默告诉寻找中国创客记者，国内L4级别以上自动驾驶的主控芯片只有英伟达的 GPU 可以用。图森未来采用的方案是由主控计算单元计算，摄像头中没有增加端侧芯片。“国内公司做出符合 L4级别自动驾驶的主控芯片很难，但如果做ADAS专用芯片，我认为还是可以的。通用型芯片国内做得也少，一般做 AI 专用芯片。”

　　通用芯片 VS 专用芯片

　　关于通用芯片和专用芯片的争执从未停止过。

　　曾经有观点认为，专用芯片才是未来新的增长点。

　　持这一观点的人认为，虽然从通用性和可修改性来说，通用芯片具有很大优势，但从针对性和功耗等方面考虑，通用芯片在设计之初需要加入很多预留的模块，所以功耗会很高，卖得也贵。而专用芯片因为是专门针对单一功能设计的，很多东西已经硬化、块化，所以它的速度快、功耗低，相应成本低，电费也少。

　　但陈默认为，专用芯片开发周期长，用途也并不灵活。“GPU可以通过纯软件增加或更改，升级功能。专用芯片不行。”因此，专用芯片仅适用于已经稳定的单一任务。虽然专用芯片市场广阔，但对中国企业来说依然有挑战。

　　因为即便是掌握了芯片设计、封测等技术，但在软件(EDA工具)、制造、设备等方面，高端“中国芯”依然面临诸多困境。

　　“EDA 软件工具目前还掌握在CADENCE、SYNOPSYS等外国公司手中。而据我所知，SYNOPSYS已经对中兴停售。”

中兴手机 / 视觉中国

　　在设备方面，光刻机是芯片制造的核心设备之一，据媒体报道，全球最大芯片光刻设备市场供货商ASML是为数不多的厂家之一。但就是这样核心的设备，却对中国禁售。即使卖给中国，也是落后好几代的设备。

　　受限于制造工业，即便是在设计方面已经与高通骁龙芯片不相上下的麒麟970，在制造环节仍然不得不由台积电代工。据了解，寒武纪、地平线等也都选择与境外制造商合作。

　　中兴所需要的高端芯片，是经由数十年的技术积累和研发，凭借长期的巨额投入才能涉足的领域。

　　美国的NVIDIA、Intel作为GPU、CPU这两种最典型高端芯片的顶级玩家，无一不是经过长期技术积累才取得的领先优势，他们就是微电子行业中掌握了关键原料“油”和“盐”的人。

　　这一两年AI概念的爆红带火了NPU、TPU等一大批“人工智能专用芯片”。行业最初普遍使用GPU作为人工智能的训练和计算平台，但由于功耗过大、算力浪费，才产生了所谓的“人工智能专用芯片”。也就是说，这些芯片实际上只解决机器学习算法的归纳问题，所以美国对中兴的禁售令才显得如此有冲击力。

　　阿里今日宣布全资收购“中国大陆唯一的自主嵌入式CPU IP Core公司”的中天微系统有限公司，而“IP Core”相关的技术正是自主研发高端芯片的核心技术，在这一赛道上，阿里的竞争对手则是NVIDIA、Intel、AMD这样的一线大厂。

　　无论如何，这一举动也表明了阿里正式进入这一领域、支持国产高端芯片制造的决心。

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