大家應該都還記得2018年左右,，在行業(yè)里流傳的一張國產(chǎn)芯片占有率的圖片,，當時這張圖讓業(yè)界頗為感慨,，我們的國產(chǎn)芯片自主率仍是十分的低,，比如存儲芯片、高性能運算CPU,、GPU,、FPGA，還有高性能模擬芯片,、顯示驅(qū)動IC等占有率幾乎為0,。雖然在通信裝備行業(yè)，應用處理器,、通信處理器占有一定的份額,，當時分別為18%和22%，但是復雜的國際環(huán)境又一定程度限制了重要玩家的發(fā)展,。如今,，一些幾乎從零開始的芯片的確獲得了不小的進展，第一步已經(jīng)邁出,，同時我們也應該明白,，從無到有不難，從有到優(yōu)還有很長的路吧,。
存儲：技術(shù)上縮小差距，產(chǎn)能還需跟上
存儲是整個芯片產(chǎn)業(yè)的核心之一,，在全球半導體總產(chǎn)值中,，存儲器占到三分之一左右。全球存儲主場玩家又非常集中,，主要是美日韓廠商,。不過,，近兩年長江存儲、長鑫存儲等國內(nèi)大型存儲芯片制造企業(yè)的3D NAND Flah,、DRAM芯片陸續(xù)量產(chǎn),，國內(nèi)存儲產(chǎn)業(yè)生態(tài)得到極大的提升。
2019年第三季度,，長江存儲64層3D NAND閃存實現(xiàn)量產(chǎn),。當時國際大廠已開始100層以上的研發(fā)。長江存儲直接從64層跳到128層研發(fā),，如今64層和128層3D NAND都有量產(chǎn)出貨,，市面上已有搭載長江存儲3D NAND的SSD硬盤。這個過程中,，長江存儲銷售額全球市占已經(jīng)達到2%（2020年下半年僅1%）,，已經(jīng)完成了從0到1的第一步的長江存儲，需要拓展更大的市場份額,。同時,，長江存儲的3D NAND技術(shù)研發(fā)正逐漸向國際廠商靠攏。
DRAM方面,，2019年9月合肥長鑫量產(chǎn)了國內(nèi)首款DDR4內(nèi)存芯片,，目前搭載長鑫存儲DDR4的內(nèi)存條已經(jīng)可以在市面上購買，據(jù)評價具有較高的性價比,。另外,，長鑫存儲的17nm工藝的DDR5內(nèi)存在研中。另一方面,，兆易創(chuàng)新和長鑫存儲合作面向利基市場,，其自有品牌19nmDDR4已經(jīng)在2021年量產(chǎn)出貨，17nmDDR3在研,，預計2022年將推出產(chǎn)品,。
根據(jù)2021年上半年DRAM市場情況來看，長鑫存儲的全球市占已經(jīng)來到1%,，排名第五（三星,、SK海力士、美光三家共占據(jù)94%份額）,。未來隨產(chǎn)能的不斷擴張,，有望超載南亞成為全球第四大DRAM芯片廠商。
NOR Flash市場,，由于早前Cypress,、美光等廠商在中低容量消費級市場的退出給了國內(nèi)廠商發(fā)展機會。大陸廠商在消費類TWS耳機,、PC以及基站等都有覆蓋,，在汽車電子,、工業(yè)等領域還需進一步拓展。工藝上,，不少廠商都推出了48nm/50nm的NOR Flash,。
CPU：信創(chuàng)市場打開局面，消費級還有差距
這幾年政策利好國產(chǎn)芯片的使用,，許多CPU廠商都在信創(chuàng)市場獲得了大量訂單,，業(yè)績節(jié)節(jié)飆升。飛騰,、龍芯,、鯤鵬、兆芯,、海光,、申威等都是國產(chǎn)CPU的代表廠商。政府對國產(chǎn)PC的采購和使用能夠助推國產(chǎn)芯片不斷在應用中得到優(yōu)化,，包括軟硬件生態(tài)的搭建,。下一步，金融,、交通等行業(yè)用戶的采用將進一步推動國產(chǎn)PC向前發(fā)展,，最后才會是消費級市場的爆發(fā)。
其實我們現(xiàn)在能夠看到一些搭載國產(chǎn)CPU的桌面電腦上市,，比如飛騰FT-2000/4,、兆芯的KX-6640MA、龍芯的3A5000等等,。這些電腦價格不菲,，但在CPU性能上還與主流的Intel、AMD有不少差距,。
例如龍芯3A5000是2021年7月龍芯中科發(fā)布的首款采用自主指令系統(tǒng) LoongArch 的處理器芯片,。龍芯3A5000處理器主頻 2.3GHz-2.5GHz，包含4個處理器核心,。每個處理器核心采用64位超標量GS464V自主微結(jié)構(gòu),，包含4個定點單元、2個256 位向量運算單元和 2個訪存單元,。龍芯3A5000集成了2個支持 ECC 校驗的64位DDR4-3200 控制器,，4個支持多處理器數(shù)據(jù)一致性的 HyperTransport 3.0 控制器。龍芯 3A5000支持主要模塊時鐘動態(tài)關閉,，主要時鐘域動態(tài)變頻以及主要電壓域動態(tài)調(diào)壓等精細化功耗管理功能,。據(jù)評測顯示，龍芯3A5000性能差不多是2015年英特爾i5的水平,。
GPU：在政府辦公,、服務器等領域已有應用
說到CPU就必須要說到GPU，圖形處理類的國產(chǎn)GPU甚至比國產(chǎn)CPU更薄弱更迫切需要發(fā)展,。繼2021年12月芯動科技發(fā)布了風華一號國產(chǎn)GPU之后,，景嘉微也發(fā)布了JH920新品。JH920是景嘉微第三代具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能圖形處理器芯片,，對比前兩代,，性能有了大幅度提升。JH920主要應用于中高端圖形顯示,、通用計算,、嵌入式等領域。
據(jù)公布的特性顯示,，JH920支持 4 路獨立顯示輸出,，支持多屏同時輸出，支持 4 路視頻解碼,，1 路視頻編碼,，支持OpenGL 4.0、Vulkan1.1等圖形編程接口,，支持OpenGL3.0計算編程接口,，支持4 路4K@60fps HDMI 2.0外視頻輸入。JH920 芯片全面支持國產(chǎn) CPU,、國產(chǎn)操作系統(tǒng)和國產(chǎn)固件,，可廣泛應用于 PC、服務器,、圖形工作站等設備,，滿足地理信息系統(tǒng)、圖像匹配,、信號處理,、機載車載艦載顯控等顯示計算需求。同時,，JH920還可以支持多種游戲引擎,，如OGRE，UE4,，Unity3D等,，可以流暢運行多款不同的大型單機游戲和網(wǎng)絡游戲。
芯動科技的風華一號雙芯片B卡對標英偉達Tesla T4 GPU,，景嘉微的JM9系列對標英偉達GTX1080,。應該來說，他們代表了國產(chǎn)圖形GPU的實際水平,。
值得一提的是,，國產(chǎn)圖形GPU的發(fā)展還有著IP廠商的支持,，例如Imagination是具有中資控股背景的IP供應商、芯原也是在全球排名靠前的國產(chǎn)IP供應商,，他們在GPU IP方面能夠為國產(chǎn)GPU發(fā)展提供支持,。
總體來說，國產(chǎn)CPU和GPU在信創(chuàng),、服務器類市場都已經(jīng)得到應用,，但是桌面端的應用還沒有得到更好的優(yōu)化，也因此,，國產(chǎn)CPU和GPU在2022年的突破更值得大家的關注和期待,。
先進工藝的國產(chǎn)芯片
除麒麟5nm芯片之外，國內(nèi)的高端芯片工藝基本上在7nm,，主要集中在GPGPU/AI芯片,、汽車芯片等，例如天數(shù)智芯7nm云端訓練芯片B1,，芯擎科技采用臺積電7納米打造車規(guī)級智能座艙芯片“龍鷹一號”,。之前采用臺積電5nm制程工藝的是比特大陸用于加密貨幣挖礦的芯片。
2021年采用先進工藝的國產(chǎn)芯片主要有平頭哥發(fā)布的自研服務器芯片倚天710,。倚天710采用業(yè)界最先進的5nm工藝,，單芯片容納高達600億晶體管；在芯片架構(gòu)上,，基于最新的ARMv9架構(gòu),，內(nèi)含128核CPU，主頻最高達到3.2GHz,，能同時兼顧性能和功耗,。在內(nèi)存和接口方面，集成業(yè)界最領先的DDR5,、PCIe5.0等技術(shù),，能有效提升芯片的傳輸速率，并且可適配云的不同應用場景,。
此外,，2021年12月，紫光展銳的第二代5G芯片平臺唐古拉T770,、唐古拉T760實現(xiàn)客戶產(chǎn)品量產(chǎn),。第二代5G芯片平臺采用6nm工藝制程。接下來唐古拉6,、7,、8、9等多個系列將會齊頭并進。6nm是展銳在先進制程上的開端,，也是基石,，其下一代產(chǎn)品將切入5nm等更先進的半導體技術(shù)。
除了上述列出的一些國產(chǎn)芯片之外,，例如顯示驅(qū)動IC也是我們正在大力投入的領域,，AI、DPU領域也有望換道超車,，功率器件方面第三代半導體產(chǎn)業(yè)鏈集聚了非常多的企業(yè)，還有FPGA芯片也來到了28nm,，MCU,、模擬芯片、連接芯片百花齊放,。應當說,，這三年我們不僅有0到1的突破，也有份額的不斷提升,，更有在許多領域和國際上齊頭并進,。
我們都知道，國產(chǎn)芯片處于最好的時代,，無論是國產(chǎn)替代的機會,，還是5G、AI,、汽車提供的市場機會,，以及融資上市等資本機會?？v使有了這些零的突破,，有了優(yōu)越的發(fā)展契機，但是先進工藝制造,、EDA軟件,、基礎材料等等都是我們的短板，取長補短,，半導體產(chǎn)業(yè)仍然有方方面面需要平衡和發(fā)展,。因此，似乎也看不到松懈的時候,，只有一往無前,，做得更好。