算力时代，这20家国产芯企值得关注！
近日，随着ChatGPT在全网爆红，北京市经济和信息化局发布在《2022年北京人工智能产业发展白皮书》中明确提出将支持头部企业打造对标ChatGPT的大模型，着力构建开源框架和通用大模型的应用生态。
图源：OpenAI官网
再综合近日互联网大厂对ChatGPT的跟进势态：
2月2日，微软宣布旗下所有产品将全线整合ChatGPT能力；
2月7日，谷歌跟进推出对话式机器人Bard；
2月7日，百度官宣自家类ChatGPT的产品名称为“文心一言”；
2月7日，360披露自家已在内部使用这类产品，并计划尽快推出类ChatGPT技术的demo版产品........
不难发现，ChatGPT爆火，宣告了一个全面的AI时代到来。而算力作为驱动AI大模型运转的三驾马车之一，全面AI时代的到来也意味着一个算力时代的正式启幕。
算力时代，哪些国产芯企值得关注？本文将从AI芯片三大类别的角度进行盘点（以下排名不分次序，如有疏漏，欢迎在留言区补充）。
01
国产GPU企业
底层芯片是支撑AI服务器的硬件基础。AI服务器主要由CPU和加速芯片构成，其中加速芯片可以是GPU、FPGA或者ASIC。
在AI服务器中，各个部分各司其职，其中CPU主要负责逻辑判断，任务调度与控制等基本计算任务；GPU适用于通用并行计算，能够为AI训练任务提供更高算力；FPGA具有低延时，开发周期短等特性，可用于AI推理任务等；ASIC与通用集成电路相比功耗更低性能更优，可用于针对AI训练任务设定特定框架。
图源：浙商证券研究所
如今大规模商业运用的AI芯片中，GPU最早被应用于AI计算领域并且是人工智能领域运用最广泛且最成熟的AI芯片。GPU即图形处理器，由于采用的是并行架构，并且超过80%部分为运算单元，因此拥有超高算力、深度学习能力。打个比方，如果将传感器类比成人的感官，那么GPU可以类比作人的大脑。
目前该领域的巨头是英伟达和AMD；国内已上市的GPU公司有：航锦科技、海光信息、景嘉微等；未上市的公司有壁仞科技、摩尔线程等。
海光信息
海光信息成立于2014年，主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研究、开发，产品主要应用于服务器、高性能计算、存储、工作站等领域。
计算加速上，海光的主要产品是DCU，海光 DCU 系列产品以 GPGPU 架构为基础，兼容“类 CUDA”环境。GPGPU是GPU 发展过程中的两个技术方向之一，与传统专门用于图形图像处理用途的GPU不同， GPGPU作为运算协处理器，针对不同应用领域的需求，增加了专用向量、张量、矩阵运算指令，提升了浮点运算的精度和性能，以满足不同计算场景的需要。
海光DCU系列产品主要适用于AI相关场景，为大数据处理、人工智能、商业计算应用提供通用解决方案。
芯动科技
芯动科技成立于2006年，是一站式IP和芯片定制企业，聚焦计算、存储、连接等三大赛道，提供跨全球各大工艺厂从55纳米到5纳米全套高速混合电路IP核和IP相关芯片定制解决方案。
GPU产品上，芯动科技推出了芯动风华系列GPU，主要瞄准渲染商用市场，是目前国内支持框架多、延展性强的高性能GPU产品系列，在图形渲染和智能计算领域具备高安全性、高可靠性、高性能、低功耗、强兼容性，可广泛运用于桌面、智能座舱、元宇宙数字人、工控机嵌入式、笔记本、服务器等多个领域。
景嘉微
景嘉微成立于2006年4月，产品涵盖集成电路设计、图形图像处理、计算与存储产品、小型雷达系统、无线通信系统、电磁频谱应用系统等方向，是国内首家成功研制国产GPU芯片并实现大规模工程应用的企业。掌握了包括芯片底层逻辑/物理设计、超大规模电路集成验证、模拟接口设计、GPU驱动程序设计等关键技术。
在GPU体系结构、图形绘制高效处理算法、高速浮点运算器设计、可复用模块设计、快速大容量存储器接口设计、低功耗设计等方面有一定的技术积累，先后研制成功JM5系列、JM7系列、JM9系列等具有自主知识产权的高性能GPU芯片，产品广泛应用于有高可靠性要求的航空、航天、航海、车载等专业领域。
沐曦集成
沐曦成立于2020年，致力于为异构计算提供全栈GPU芯片及解决方案，产品可广泛应用于人工智能、智慧城市、数据中心、云计算、自动驾驶、数字孪生、元宇宙等领域。
其中全栈GPU芯片产品包括，用于AI推理的MXN系列GPU（曦思），用于AI训练及通用计算的MXC系列GPU（曦云），以及用于图形渲染的MXG系列GPU（曦彩）。此外，沐曦产品均采用完全自主研发的GPU IP，拥有完全自主知识产权的指令集和架构，配以兼容主流GPU生态的完整软件栈（MACAMACA），具备高能效和高通用性的特点。
壁仞科技
壁仞科技成立于2019年，团队在GPU、DSA（专用加速器）和计算机体系结构等领域具有一定的技术积累。在发展路径上，壁仞科技首先聚焦云端通用智能计算，再逐步过渡到人工智能训练和推理、图形渲染等多个领域。
2022年8月壁仞科技发布首款通用GPU芯片，创全球算力新纪录。 产品上，壁仞科技BR100系列通用GPU芯片针对人工智能（AI）训练、推理，及科学计算等更广泛的通用计算场景开发，主要部署在大型数据中心，依托“壁立仞”原创架构，可提供高能效、高通用性的加速计算算力。
摩尔线程
摩尔线程成立于2020年10月，是一家以全功能GPU芯片设计为主的集成电路高科技公司，主要开发面向元计算应用的新一代GPU，构建融合视觉计算、3D图形计算、科学计算及人工智能计算的综合计算平台，建立基于云原生GPU计算的生态系统。
2022年，面向元计算应用，摩尔线程发布了多个产品和技术，包括：全新MUSA统一系统架构；第一代多功能GPU芯片“苏堤”；面向PC、工作站和数据中心打造的MTT S系列显卡；GPU物理引擎AlphaCore；DIGITALME数字人解决方案；以及助力数字经济发展的多个元计算应用解决方案。
航锦科技
2017年，航锦科技通过收购长沙韶光与威科电子切入电子领域。历经两次战略转型后，初步完成电子板块布局。目前，航锦科技的芯片产品主要围绕高端芯片与通信两大领域，形成高端芯片（覆盖图形处理芯片、特种FPGA、存储芯片、总线接口芯片），通信北斗以及通信射频三大产业。
02
国产FPGA企业
与GPU相比，FPGA具备更强的平均计算能力和更低的功耗，适用于多指令，单数据流的分析，而不适合复杂算法的计算。此外，FPGA的一大特点是半定制，用户可通过硬件编程，改变电流流动的方向或者经过的门阵列以实现不同的逻辑功能。
近年来由于美国加强对中国半导体的限制，FPGA国产替代迫切叠加国产FPGA厂商产品快速迭代，国内FPGA厂商高速成长。据悉，2018-2021年安路科技和紫光国微的复合增速均超过100%。此外，根据Frost&Sullivan的数据，国内FPGA厂商国产化率不到5%，未来国产化空间广阔。
目前，美国的赛灵思和英特尔是该领域的双寡头，而国产FPGA仍处起步阶段，主要厂商有：紫光同创、复旦微电、成都华微电子、安路科技、智多晶、高云半导体、和京微齐力等。
紫光同创
紫光同创成立于2013年，专业从事可编程系统平台芯片及其配套EDA开发工具的研发与销售，拥有高中低端全系列产品，产品覆盖通信、工业控制、图像视频、消费电子等应用领域。其中，紫光同创研发的Titan系列产品是中国第一款国产自主产权千万门级高性能FPGA产品，采用先进成熟工艺和自主产权的体系结构，广泛适用于通信网络、信息安全、工业控制等领域。
紫光同创研发的Titan系列产品，图源：紫光同创官网
复旦微电
复旦微电成立于1998年，并于2000年在香港上市，2014年转香港主板，是国内成立最早、首家上市的股份制集成电路设计企业。现已建立健全安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片、FPGA芯片和集成电路测试服务等产品线。
在可编程器件FPGA方面，复旦微电率先开发了国内首款亿门级FPGA、国内首款异构融合亿门级PSOC芯片，以及国内首款面向人工智能应用的可重构芯片FPAI（FPGA+AI）芯片。FPGA系列产品广泛应用于通信、人工智能、工业控制、信号处理等领域。
京微齐力
京微齐力成立于2017年，业务涵盖FPGA内核设计、SOC架构设计、芯片开发、EDA软件开发、IP开发与集成等全栈技术领域。
产品上，京微齐力将FPGA与CPU、MCU、Memory、ASIC、AI等多种异构单元集成在同一芯片上，因而产品具备可编程、自重构、易扩展、广适用、多集成、高可靠、强算力、长周期等特点。目前，京微齐力有四大产品方向：1、面向数据中心/电动汽车/5G的高端FPGA芯片；2、面向人工智能的AiPGA 芯片；3、面向新基建/工业物联网的异构计算FPGA和HPA 芯片；4、面向嵌入式应用的eFPGA核。
安路科技
安路科技创立于2011年11月，于2021年在上交所科创板成功上市，是A股首家专注于FPGA业务的上市公司。公司具备FPGA芯片硬件和FPGA编译软件的自主研发能力，专注于研发通用可编程逻辑芯片技术及系统解决方案。在FPGA产品上，有SALPHOENIX高性能产品系列、SALEAGLE高效率产品系列、SALELF低功耗产品系列以及SALSWIFT系统芯片系列FPSoC，广泛应用于工业控制、消费电子、医疗设备、网络通信等领域。
智多晶
智多晶成立于2012年，专注可编程逻辑电路器件技术的研发，并为系统制造商提供高集成度的可编程逻辑器件、可编程逻辑器件IP核、相关软件设计工具以及系统解决方案。产品上，公司目前已实现55nm、40nm工艺中密度FPGA的量产，并针对性推出了内嵌Flash、SDRAM等集成化方案产品，截至2018年已批量发货2KK片，广泛应用于LED驱动、视频监控、图像处理、工业控制、4G/5G通信网络、数据中心等领域。
高云半导体
高云半导体成立于2014年，专业从事现场可编程逻辑器件研发与设计，提供从芯片、EDA开发软件、IP、开发板到整体系统解决方案的一站式服务。
FPGA产品上，高云半导体在2015年一季度规模量产出国内第一款产业化的55nm工艺400万门的中密度FPGA芯片，并开放EDA开发软件下载；2016年第一季度推出国内首颗55nm嵌入式Flash SRAM的非易失性FPGA芯片；2017年实现FPGA芯片的规模出货；2019年，发布国内第一颗FPGA车规芯片，并实现规模量产。产品广泛应用于汽车、工业控制、电力、通信、医疗、数据中心等领域。
成都华微电子
成都华微电子成立于2000年3月成立，公司业务涉及微电子、计算机、通信、电子信息、软件等相关领域。主要从事可编程逻辑器件、系统级芯片、存储器和模数/数模转换器（AD/DA）芯片、电源管理等高端模拟器件的设计、开发和服务；产品广泛应用于航天、航空、电子、兵器、船舶等尖端技术领域和国防重点工程。
目前已形成完善的可编程逻辑器件产品体系，并配套全流程自主开发工具。FPGA 产品制程工艺涵盖 0.22μm 至 28nm，规模区间涵盖百万门级至千万门级，奇衍系列产品最高达 7,000万门级。
03
国产ASIC企业
ASIC是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路，生产后硬件算法无法被修改，与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
但ASIC的缺点是前期投入成本高，可复制性一般，因此，只有用量足够大时才能够分摊前期投入，降低成本。此前，随着自动驾驶功能的广泛应用拉动了相关ASIC芯片的需求快速上升。
目前，国内已经上市的ASIC芯片厂商代表为寒武纪、澜起科技；独角兽中，地平线、黑芝麻智能、燧原科技都属于ASIC芯片商，其他ASIC芯片商还包括华为海思。
黑芝麻智能
黑芝麻智能成立于2016年， 是车规级自动驾驶计算芯片和平台研发企业，专注于大算力计算芯片与平台等技术领域的高科技研发，能够提供完整的自动驾驶、车路协同解决方案，包括基干车规级设计，学习型图像处理，低功耗精准感知的自动驾驶感知计算芯片和自动驾驶计算平台，支撑自动驾驶产业链相关产品方案的产业化落地。核心芯片产品包括华山系列新品，其中华山二号A1000车规级大算力自动驾驶芯片算力可达58TOPS(INT8)-116TOPS(INT4)，适配L2+/L3级别自动驾驶。
寒武纪
寒武纪成立于2016年，专注于人工智能芯片产品的研发与技术创新，提供云边端一体、软硬件协同、训练推理融合、具备统一生态的系列化智能芯片产品和平台化基础系统软件。目前已开发出了终端、边缘端、云端系列AI芯片，产品面向互联网、金融、交通、能源、电力和制造等领域的复杂 AI 应用场景，广泛应用于服务器厂商和产业公司。
澜起科技
澜起科技成立于2004年，是科创板首批上市企业，专注于为云计算和人工智能领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案。
目前，澜起科技公司正在研发基于“近内存计算架构”的 AI 芯片，主要用于解决 AI 计算在大数据吞吐下推理应用场景中存在的 CPU 带宽、性能瓶颈及 GPU内存容量瓶颈问题，为客户提供低延时、高效率的 AI 计算解决方案。
地平线
地平线成立于2015年，是一家高效能智能驾驶计算方案提供商。芯片产品主要分为征程和旭日两个系列。其中征程5是高性能、大算力车载智能芯片，基于最新的地平线BPU贝叶斯架构设计，可提供高达128TOPS算力；依托强大异构计算资源，不仅适用于最先进图像感知算法加速，还可支持激光雷达、毫米波雷达等多传感器融合。旭日3是新一代AIoT智能芯片，具备低功耗、高性能的特性，集成了地平线最先进的伯努利2.0 架构引擎，可提供 5TOPS 的算力。
燧原科技
燧原科技成立于2018年，专注于人工智能领域云端算力产品，为人工智能产业发展提供普惠的基础设施解决方案，提供原始创新、全栈自研、具备完全自主知识产权的通用人工智能训练和推理产品。代表产品有：云燧T2x训练系列、云燧i2x推理系列、云燧T1x训练系列、云燧ilx推理系列等，可广泛应用于互联网、金融、交通、能源及新基建等多个行业和场景。
其中邃思2.0人工智能训练芯片基于人工智能领域专用处理器架构设计，可提供全精度人工智能算力、先进的存储方案、灵活的可扩展性，广泛支持视觉、语音语义、强化学习等各技术方向的模型训练。
华为海思
海思前身为华为集成电路设计中心，1991年启动集成电路设计及研发业务，2004年注册成立实体公司，提供海思芯片对外销售及服务，产品广泛应用于智慧城市、智慧家庭、智慧出行等多场景领域。
代表产品上，昇腾310是华为海思首款全栈全场景人工智能新品，具备高能效、灵活可编程的特点，在典型配置下可以输出16TOPS@INT8, 8TOPS@FP16，功耗仅为8W；昇腾910是业界算力最强的AI处理器，其中半精度（FP16）算力达到320 TFLOPS，整数精度（INT8）算力达到640 TOPS，功耗310W。
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