中國35家CPU/GPU/FPGA芯片廠商調研報告
去年AspenCore分析師團隊匯編發(fā)布了《30家國產(chǎn)數(shù)字芯片廠商調研報告》，囊括了具有代表性的30家國產(chǎn)CPU、GPU、FPGA和存儲器芯片廠商。過去一年來，國產(chǎn)數(shù)字芯片行業(yè)涌現(xiàn)出更多有技術實力和增長潛力的公司，本文在原來數(shù)字芯片報告的基礎上，擴充了CPU、GPU和FPGA廠商陣營，匯編成為《35家國產(chǎn)處理器芯片(CPU/GPU/FPGA)廠商調研報告》。
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1、寒武紀Caffe用戶手冊.pdf
2、寒武紀PyTorch用戶手冊.pdf
3、寒武紀TensorFlow融合模式用戶手冊.pdf
4、寒武紀TensorFlow用戶手冊.pdf
信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)鏈全梳理（2022）
國產(chǎn)CPU
國產(chǎn)CPU處理器主要面向PC、服務器、嵌入式系統(tǒng)、手機和平板、安防監(jiān)控、汽車，以及視頻和多媒體處理等應用市場。AspenCore分析師團隊匯總了16家國產(chǎn)CPU芯片廠商，其中包括：
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PC/服務器CPU：北京龍芯、上海兆芯、電科申泰、天津飛騰和海光; -
基于Arm架構的服務器CPU：天津飛騰、華為海思的鯤鵬和阿里平頭哥的倚天; -
手機AP：海思麒麟和紫光展銳虎賁; -
平板/多媒體和視頻處理SoC：全志科技、瑞芯微、北京君正、晶晨半導體 -
安防/視頻處理SoC：國科微、中星微 -
嵌入式CPU：蘇州國芯
POWER架構CPU：合芯科技這16家國產(chǎn)CPU芯片公司中，有一半已經(jīng)是上市公司，最新科創(chuàng)板上市的有龍芯中科與國芯科技，海光信息IPO也已獲上交所受理。資本市場的支持將進一步推動國產(chǎn)CPU在信創(chuàng)、工業(yè)及信息安全應用領域的發(fā)展，也有助于CPU廠商提升研發(fā)技術實力，并建設和擴展各自的生態(tài)系統(tǒng)。
龍芯中科的龍芯系列CPU包括面向行業(yè)應用的“龍芯1號”小CPU、面向工控和終端類應用的“龍芯2號”中CPU，以及面向桌面與服務器類應用的“龍芯3號”大CPU。2021年龍芯中科發(fā)布了完全自主指令集架構--LoongArch，基于該架構的龍芯3A5000單核性能提升50%，功耗降低30%，與國內CPU產(chǎn)品相比在性能上優(yōu)勢明顯。
基于開放的龍芯生態(tài)體系，該公司與板卡、整機廠商及基礎軟件、應用解決方案開發(fā)商建立起緊密的合作關系，為下游企業(yè)提供基于龍芯處理器的各類開發(fā)板及軟硬件模塊。龍芯中科可以提供32位、64位單核、多核和不同質量等級的處理器及配套芯片，搭載的Loongnix、LoongOS兩大系統(tǒng)軟件可以適應不同的應用場景。
蘇州國芯科技基于自主可控的嵌入式CPU 技術，以及面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信三大關鍵應用領域的芯片定制服務，設計開發(fā)出一系列自主芯片及模組產(chǎn)品。該公司基于M*Core、PowerPC和RISC V三大指令集，提供具有自主知識產(chǎn)權的8大系列40余款CPU核，其主要嵌入式CPU內核與Arm內核對比如下：
國產(chǎn)GPU
相對于國產(chǎn)CPU，國產(chǎn)GPU發(fā)展更晚，涉及GPU處理器研發(fā)的廠商也比較少，國產(chǎn)GPU的性能跟英偉達、AMD和英特爾等全球領先GPU芯片還相距甚遠。然而，最近幾年GPU在AI應用方面的獨特優(yōu)勢，加上資本的追捧，帶動了國產(chǎn)GPU的創(chuàng)業(yè)熱潮。壁仞科技、瀚博半導體和摩爾線程等GPU/AI芯片初創(chuàng)公司融資高達數(shù)10億元，吸引了英偉達和AMD等國際廠商技術人才的加盟，也將推動國產(chǎn)GPU這一高性能芯片細分市場的競爭和發(fā)展。
AspenCore分析師團隊匯總了9家國產(chǎn)GPU芯片廠商，其中包括：
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圖形處理/渲染GPU：景嘉微、芯動科技、芯瞳半導體、摩爾線程 -
通用計算GPU：天數(shù)智芯、登臨科技、摩爾線程、壁仞科技 -
AI加速GPU：天數(shù)智芯、瀚博半導體、壁仞科技、沐曦集成電路
這9家國產(chǎn)GPU廠商中，只有景嘉微是上市公司，芯動科技具有多年的定制芯片設計經(jīng)驗，其他公司都是初創(chuàng)型企業(yè)，但都獲得了相當可觀的風投融資(其中摩爾線程、壁仞科技和瀚博半導體的累積融資金額均超過20億元)。
芯動科技于2021年底發(fā)布的“風華1號” GPU采用12nm 工藝，支持GDDR6 / GDDR6X(最大速率 19Gbps)，容量可選 4GB / 8GB / 16GB，支持 HDMI2.1 / DP1.4 /VGA 多路獨立輸出，支持 X86、ARM、龍芯等指令集;支持 Linux、安卓、麒麟、統(tǒng)信UOS等操作系統(tǒng);支持鯤鵬 / 安培等服務器平臺。“風華1號”分為A型和B型兩款，具體性能指標如下圖。
天數(shù)智芯的7nm通用并行(GPGPU)云端訓練芯片BI于2020年12月成功 “點亮”。基于這種全自研通用計算GPGPU芯片，天數(shù)智芯的硬件產(chǎn)品聚焦于云端訓練及推理，通過自研指令集釋放強大的可編程性與應用通用性，提供業(yè)界領先的AI算力密度與能效比。它具有針對云端AI訓練和HPC通用計算設計的軟硬件架構;支持浮點、定點多種精度數(shù)據(jù)類型;提供超高帶寬的本地存儲和片間互聯(lián)擴展。天數(shù)智芯可支持ResNet、Vgg、Inception、Alexnet、SSD、Mask R-CNN等通用計算機視覺相關網(wǎng)絡模型;提供生態(tài)兼容的軟件套件;支持多精度數(shù)據(jù)類型標準&混合訓練，支持模型深度優(yōu)化。
國產(chǎn)FPGA
最近賽靈思被AMD成功收購，這意味著FPGA難以成為一個有規(guī)模的獨立市場，只能作為高性能計算領域的一種專用處理方式。然而，在5G、工業(yè)控制和專用細分應用領域，F(xiàn)PGA仍然有CPU/GPU/AI芯片無法替代的優(yōu)勢。國產(chǎn)FPGA廠商的整體技術實力跟英特爾和賽靈思等國際廠商還有相當?shù)牟罹啵谥械托阅艿腇PGA市場已經(jīng)看到幾家國產(chǎn)廠商的身影。
AspenCore分析師團隊匯總了11家國產(chǎn)FPGA廠商，其中安路科技、紫光國微和復旦微電是上市公司，盡管FPGA業(yè)務在紫光國微和復旦微電的總營收中占比不是很大。除了傳統(tǒng)FPGA外，還有一些廠商基于FPGA開發(fā)出特定應用的軟硬件處理方案。比如，易靈思基于Quantum技術的FPGA對“功耗-性能-面積”(PPA)的優(yōu)化高達4倍，其獨特的設計架構可輕松擴展至百萬以上邏輯單元(LE)密度，其車規(guī)級16nm FPGA針對新能源汽車中的自動駕駛、智能座艙和電氣化應用。
聯(lián)捷科技研發(fā)基于FPGA的數(shù)據(jù)中心圖像視頻等多媒體異構計算解決方案，可將性能和效能提升一個數(shù)量級，已獲得美國及中國專利。聯(lián)捷科技高吞吐、低時延的FPGA圖像處理加速技術解決方案目前已經(jīng)廣泛應用于智能手機云應用、云存儲和在線視頻網(wǎng)站等市場。
最近在科創(chuàng)板上市的安路科技在FPGA芯片架構方面，已經(jīng)開發(fā)出支持高達600K 邏輯陣列容量的PHOENIX 第一代FPGA 架構，現(xiàn)正開發(fā)支持1KK 以上級別邏輯容量、具有良好陣列擴展性的PHOENIX2 第二代FPGA 架構。在系統(tǒng)集成方面，該公司在第一代小容量FPSoC 芯片基礎上，將從低功耗和高性能兩個方向布局下一代FPSoC 芯片，集成CPU、FPGA和專用數(shù)據(jù)處理模塊，以滿足未來應用市場趨勢。
在專用EDA 軟件方面，安路科技的TangDynasty (TD) 軟件是自主開發(fā)的FPGA集成開發(fā)環(huán)境，支持工業(yè)界標準的設計輸入，包含完整的電路優(yōu)化流程以及豐富的分析與調試工具，并提供良好的第三方設計驗證工具接口，為所有基于安路科技FPGA產(chǎn)品的應用設計提供有力支持。此外，安路科技還將針對PHOENIX2 架構升級軟件核心算法，面向FPSoC 芯片開發(fā)系統(tǒng)級軟件編譯工具，有效支持硬件產(chǎn)品的豐富產(chǎn)品線。
35家國產(chǎn)處理器芯片廠商詳細信息
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