政府及國有企事業(yè)單位為國產(chǎn)CPU主陣地，PC芯片已成百億級(jí)市場。重要行業(yè)的企業(yè)級(jí)市場為國產(chǎn)服務(wù)器主陣地，2022年服務(wù)器芯片市場規(guī)模約130億美元。國有企業(yè)和部分重要領(lǐng)域的民營企業(yè)是國產(chǎn)服務(wù)器主陣地，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，政府需求占服務(wù)器總需求比重約9.1%，重要行業(yè)包括金融、電信、公共事業(yè)、能源、交通、教育、醫(yī)療等需求約占比38.4%，2022年合計(jì)服務(wù)器芯片的銷售額約為130億美元。

從芯片制造工藝來看，一方面，CPU制程進(jìn)入后摩爾定律時(shí)期升級(jí)速度趨緩，國產(chǎn)CPU性能與國際主流水平逐步縮?。涣硪环矫?，先進(jìn)封裝技術(shù)成為競爭新賽道。國產(chǎn)CPU已經(jīng)可以通過先進(jìn)封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)性能提升與應(yīng)用場景拓展。龍芯中科最新的3D5000通過Chiplet把兩個(gè)3C5000硅片封裝在一起，是一款32核CPU產(chǎn)品，已經(jīng)可以面向服務(wù)器市場使用，可滿足通用計(jì)算、大型數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算中心的計(jì)算需求。

AI算力、低功耗等對服務(wù)器算力芯片提出新的要求，英偉達(dá)GH200有望加速全球AI服務(wù)器算力芯片市場變革，中國芯片企業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時(shí)，也有望迎來發(fā)展機(jī)遇

1、海光信息：國產(chǎn)服務(wù)器算力芯片龍頭

海光主要從事高端處理器、加速器等計(jì)算芯片產(chǎn)品和系統(tǒng)的研究、開發(fā)，目標(biāo)成為中國最重要的計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，為中國信息產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)盛提供核心計(jì)算引擎。

海光處理器源于AMD的技術(shù)授權(quán)，采用X86架構(gòu)，支持國內(nèi)外主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、虛擬化平臺(tái)或云計(jì)算平臺(tái)，能夠有效兼容目前存在的數(shù)百萬款基于X86指令集的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，具有優(yōu)異的生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢。目前海光處理器性能參數(shù)上與國際同類型主流處理器產(chǎn)品相當(dāng)，提供從4到32物理核心，8到64線程，最多128路PCle擴(kuò)展，8通道內(nèi)存支持，具有國際先進(jìn)水平的競爭力。

海光擁有CPU和DCU兩類高端處理器產(chǎn)品，覆蓋服務(wù)器、工作站等計(jì)算、存儲(chǔ)設(shè)備中對高端處理器的功能需求。

CPU穩(wěn)步迭代，滿足互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信、交通、能源等多行業(yè)需求。海光CPU系列產(chǎn)品兼容x86指令集以及國際上主流操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，性能優(yōu)異，軟硬件生態(tài)豐富，安全可靠，可按應(yīng)用場景劃分為7000，5000，3000三大產(chǎn)品系列。目前，海光CPU系列產(chǎn)品中海光二號(hào)為主力銷售產(chǎn)品，海光三號(hào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量銷售，海光四號(hào)、海光五號(hào)處于研發(fā)階段。

DPU步入商業(yè)化，持續(xù)投入研發(fā)。海光DCU系列產(chǎn)品以GPGPU架構(gòu)為基礎(chǔ)，兼容通用的“類CUDA”環(huán)境以及國際主流商業(yè)計(jì)算軟件和人工智能軟件，軟硬件生態(tài)豐富，可廣泛應(yīng)用于大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域。目前海光DCU系列產(chǎn)品中，海光DCU系列產(chǎn)品深算一號(hào)為公司GPGPU主要在售產(chǎn)品，深算二號(hào)、深算三號(hào)處于研發(fā)階段。

2、寒武紀(jì)：領(lǐng)跑中國 AI 芯片市場

寒武紀(jì)主要產(chǎn)品包括終端智能處理器IP、云端智能芯片及加速卡、邊緣智能芯片及加速卡以及與上述產(chǎn)品配套的基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件平臺(tái)。以約每年1-2件產(chǎn)品的速度推出了用于終端場景的寒武紀(jì)1A、寒武紀(jì)1H、寒武紀(jì)1M系列智能處理器；基于思元220芯片的邊緣智能加速卡及智能模組；基于思元100、思元270、思元290芯片和思元370的云端智能加速卡系列產(chǎn)品。

新一代訓(xùn)練芯片寒武紀(jì)590訓(xùn)練能力突出。據(jù)寒武紀(jì)在2022年9月介紹，思元590采用全新的MLUarch05架構(gòu)，訓(xùn)練性能較在售產(chǎn)品有了顯著提升。思元590可提供更大的內(nèi)存容量和更高的內(nèi)存帶寬，其PCIe接口也較上代實(shí)現(xiàn)了升級(jí)。

借助車云協(xié)同與高效開發(fā)優(yōu)勢，開拓車載芯片領(lǐng)域。子公司寒武紀(jì)行歌借助既有優(yōu)勢布局，滿足智能汽車市場不同的算力需求。1）通過車云協(xié)同獲得的數(shù)據(jù)迭代AI模型，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。自動(dòng)駕駛芯片可以與寒武紀(jì)既有的云端訓(xùn)練產(chǎn)品協(xié)作，通過車云協(xié)同，將車端的數(shù)據(jù)快速回傳，實(shí)現(xiàn)AI模型的快速迭代升級(jí)，優(yōu)化自動(dòng)駕駛客戶體驗(yàn)；2）提供可以在云端開發(fā)自動(dòng)駕駛模型的軟件開發(fā)平臺(tái)。

3、龍芯中科：從指令集到架構(gòu)全自主的 CPU

“龍芯”系列是我國最早研制的通用處理器系列之一，自主研發(fā)LoongArch指令集，芯片性能追趕國際主流產(chǎn)品。公司自研IP和架構(gòu)分為兩步，首先基于開源MIPS指令集定義自主指令集系統(tǒng)，然后基于自主指令集推出龍芯架構(gòu)。

第一步：摒棄直接獲取IP核授權(quán)或指令系統(tǒng)授權(quán)，自主定義上百條指令，形成MIPS兼容的LoongISA指令系統(tǒng)。2018年至2020年，公司銷售主要產(chǎn)品基于MIPS指令系統(tǒng)，但公司區(qū)別于國內(nèi)其他CPU設(shè)計(jì)企業(yè)多數(shù)采用的IP核授權(quán)或指令系統(tǒng)授權(quán)模式，一直致力于自主研發(fā)指令系統(tǒng)，自研發(fā)初期即選擇基于開放度較高的指令系統(tǒng)并結(jié)合自研的模式，在授權(quán)體系相對開放的MIPS指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴(kuò)展了數(shù)百條自定義指令，形成了MIPS兼容指令系統(tǒng)LoongISA，并在多款CPU芯片中得到應(yīng)用。

第二步：推出了自主指令系統(tǒng)LoongArch（龍芯架構(gòu)），具備更高運(yùn)行效率。公司在經(jīng)過長達(dá)十余年的潛心研發(fā)之后，于2020年推出了自主指令系統(tǒng)龍芯架構(gòu)LoongArch。

LoongArch架構(gòu)能兼容X86、ARM，且通過了知識(shí)產(chǎn)權(quán)評估。該架構(gòu)可充分融合X86、ARM等國際主流指令特性，可實(shí)現(xiàn)跨指令平臺(tái)應(yīng)用兼容。并通過國內(nèi)權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院的知識(shí)產(chǎn)權(quán)評估，認(rèn)定LoongArch指令系統(tǒng)與ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86為不同的指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前，龍架構(gòu)已得到國際開源軟件界廣泛認(rèn)可與支持，正成為與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。

基于LoongArch架構(gòu)的芯片產(chǎn)品已上市銷售，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器等領(lǐng)域的應(yīng)用?；贚oongArch架構(gòu)的芯片產(chǎn)品龍芯3A5000已于2020年底流片，并于2021年5月開始銷售，面向服務(wù)器市場的32核產(chǎn)品3D5000已于2023年4月8日發(fā)布，集成了32個(gè)高性能LA464處理器核，頻率2.0GHz，支持動(dòng)態(tài)頻率及電壓調(diào)節(jié)；片內(nèi)集成64MB片上L3共享緩存以及8個(gè)72位DDR 3200內(nèi)存控制器，支持ECC校驗(yàn)；搭載5個(gè)HT3.0高速接口，支持自研橋片及雙路、四路CPU擴(kuò)展。

4、華為：布局五大系列芯片，鯤鵬、昇騰滿足服務(wù)器和AI需求

華為到目前共有五大系列芯片，逐步實(shí)現(xiàn)了全場景布局。五大系列芯片包括手機(jī)消費(fèi)級(jí)設(shè)備領(lǐng)域的麒麟芯片、服務(wù)器領(lǐng)域的鯤鵬芯片、人工智能領(lǐng)域的昇騰芯片、5G手機(jī)基帶領(lǐng)域的巴龍芯片以及家用路由器領(lǐng)域的凌霄芯片。

鯤鵬芯片在非 x86 指令集產(chǎn)品中有明顯優(yōu)勢?！蚌H鵬芯片族”是集合“算、存、傳、管、智”功能為一體的處理器。其中，2019 年發(fā)布的鯤鵬 920 是華為鯤鵬獲得 ARMv8 指令集永久授權(quán)后，自主研發(fā)設(shè)計(jì)的最具代表性的產(chǎn)品。鯤鵬 920 處理器是業(yè)界第一顆采用 7nm 工藝的數(shù)據(jù)中心級(jí)的 ARM 架構(gòu)處理器，集成最多 64*自研核，支持 64 核、48 核、32 核等多種型號(hào)。通過優(yōu)化分支預(yù)測算法、提升運(yùn)算單元數(shù)量、改進(jìn)內(nèi)存子系統(tǒng)架構(gòu)等一系列微架構(gòu)設(shè)計(jì)，大幅提高處理器性能。典型主頻下，SPECint Benchmark 評分超過 930，超出業(yè)界標(biāo)桿 25%，同時(shí)，能效比優(yōu)于業(yè)界標(biāo)桿 30%，在非 x86 指令集產(chǎn)品中算力有明顯優(yōu)勢。

在鯤鵬生態(tài)建設(shè)上，華為與全球生態(tài)廠家合作，重點(diǎn)投入了操作系統(tǒng)、編譯器、工具鏈、算法優(yōu)化庫等的開發(fā)和維護(hù)，同時(shí)針對數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)、分布式存儲(chǔ)、云原生應(yīng)用等場景，開發(fā)基于鯤鵬處理器的解決方案產(chǎn)品和參考設(shè)計(jì)。由于擁有ARMv8指令集永久授權(quán)，鯤鵬計(jì)算產(chǎn)業(yè)能兼容全球ARM生態(tài)，二者共享生態(tài)資源，互相促進(jìn)、共同發(fā)展。

鯤鵬處理器在行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮重要作用。數(shù)字化和行業(yè)的結(jié)合正在向縱深發(fā)展。制造業(yè)從大規(guī)模傳統(tǒng)制造走向大規(guī)模智能制造；服務(wù)業(yè)（如金融、電信、醫(yī)療）從簡單服務(wù)走向綜合服務(wù)，公共事業(yè)從被動(dòng)服務(wù)走向主動(dòng)服務(wù)（如政府、交通）。

5、飛騰：從 CPU 研發(fā)到全棧式方案

飛騰公司致力于飛騰系列國產(chǎn)高性能、低功耗通用計(jì)算微處理器的設(shè)計(jì)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣。從仿英特爾架構(gòu)指令集轉(zhuǎn)向應(yīng)用ARM指令集。致力于飛騰系列國產(chǎn)高性能、低功耗通用計(jì)算微處理器的設(shè)計(jì)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣。

前兩代飛騰芯片均停留在學(xué)術(shù)層面，均采用仿英特爾架構(gòu)及指令集的方法對芯片基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)消化。自第三代產(chǎn)品FT-1000以來，飛騰芯片轉(zhuǎn)而采用SPARC指令架構(gòu)下的OpenSPARC指令集。而隨著Sun公司被Oracle收購，SPARC架構(gòu)的支持逐步減弱，飛騰芯片逐步轉(zhuǎn)向應(yīng)用ARM指令集，并推出在原有FT-1500芯片上改進(jìn)得來的探索性產(chǎn)品FT-1500A。2015年8月飛騰已設(shè)計(jì)出世界上第一款基于ARM架構(gòu)的64核CPU。飛騰CPU同樣像華為鯤鵬一樣，基于ARMV8架構(gòu)永久授權(quán)，其產(chǎn)出成果中，飛騰2000+/64核產(chǎn)品性能已經(jīng)與英特爾主流E5部分產(chǎn)品性能相當(dāng)。

飛騰公司產(chǎn)品譜系全、性能高、低功耗、生態(tài)完善、自主化程度高。目前產(chǎn)品主要包括高性能服務(wù)器CPU（飛騰騰云S系列）、高效能桌面CPU（飛騰騰銳D系列）、高端嵌入式CPU（飛騰騰瓏E系列）和飛騰套片四大系列，為從端到云的各型設(shè)備提供核心算力支撐。其中，飛騰騰云S系列、飛騰騰銳D系列、飛騰騰瓏E系列均采用飛騰自主研發(fā)的處理器核心。

2019年，飛騰推出的國際ARM體系首款64核通用CPU—FT-2000+/64處理器，填補(bǔ)了國產(chǎn)高端通用CPU領(lǐng)域的空白。2022年，飛騰推出了新一代嵌入式CPU芯片飛騰騰瓏E2000，采取了“柔性架構(gòu)”大小核設(shè)計(jì)，可充分滿足云終端、行業(yè)平板、電力、軌道交通、服務(wù)器BMC、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等行業(yè)領(lǐng)域和場景的多樣化需求。成立至今，飛騰從兩年研發(fā)一代產(chǎn)品，到一年研發(fā)2-3款新產(chǎn)品，創(chuàng)新速度不斷升級(jí)，行業(yè)賦能效應(yīng)也愈發(fā)凸顯。目前飛騰已面向不同的應(yīng)用領(lǐng)域自主研發(fā)十余款量產(chǎn)芯片。

飛騰從信息系統(tǒng)整體規(guī)劃與建設(shè)角度出發(fā)，為集成商和最終用戶梳理飛騰生態(tài)圖譜，并面向各行業(yè)需求提供一套從端到云的全棧解決方案。目前飛騰與國內(nèi)伙伴單位展開合作，形成了基于飛騰平臺(tái)的云計(jì)算全棧、邊緣計(jì)算全棧、終端全棧、嵌入式全棧生態(tài)，為集成商和客戶提供了更豐富的選擇空間。

6、兆芯：行業(yè)拓展成果顯著

兆芯現(xiàn)如今掌握了自主通用處理器及其系統(tǒng)平臺(tái)芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，全面覆蓋其微架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域，構(gòu)建了較為完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。2023年4月12日起從上海兆芯集成電路有限公司變更為上海兆芯集成電路股份有限公司。

產(chǎn)品包括“開先”PC/嵌入式處理器和“開勝”服務(wù)器處理器系列。兆芯基于X86的CPU產(chǎn)品性能優(yōu)異，生態(tài)成熟，具有杰出的軟硬件兼容性。根據(jù)中國軟件評測中心的測試結(jié)果，2019年兆芯推出的開先KX-6000系列處理器/開勝KH-30000系列處理器單芯片性能已經(jīng)達(dá)到了7代i5的同等水平。同時(shí)開先KX-6000/開勝KH-30000系列處理器均通過了Windows硬件認(rèn)證，對Windows7、Windows10、中科方德、中標(biāo)麒麟、普華等國內(nèi)外主流操作系統(tǒng)進(jìn)行了適配，從多方面保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和兼容性。

2022年，開勝KH-40000系列服務(wù)器處理器、開先KX-6000GPC/嵌入式處理器成功發(fā)布。與上一代產(chǎn)品相比，開先KX-6000G系列處理器能效比提升多達(dá)60%，GPU性能達(dá)到上一代產(chǎn)品的4倍，可支持雙路4K視頻解碼，芯片空閑功耗降低50%，能夠進(jìn)一步支撐無風(fēng)扇BoxPC、工業(yè)平板、電力通訊管理機(jī)、OPS模塊等嵌入式計(jì)算平臺(tái)。

在政務(wù)、金融、電信、能源等行業(yè)領(lǐng)域，兆芯平臺(tái)PC及物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算平臺(tái)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也取得了持續(xù)性突破，正在以優(yōu)越、可靠的品質(zhì)和使用體驗(yàn)，為用戶業(yè)務(wù)的有序開展與數(shù)字化創(chuàng)新提供保障和支撐。

7、申威：以自研指令集保障關(guān)鍵領(lǐng)域

申威以“自主創(chuàng)新”“安全可控”為研發(fā)首要，成立至今相繼推出了一系列基于申威處理器的可控、可信并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

依靠Alpha指令集起家，自研SW64指令集構(gòu)建基礎(chǔ)生態(tài)。指令集架構(gòu)上，申威的CPU屬于Alpha指令集陣營，技術(shù)來源于美國DEC公司的Alpha21164。Alpha架構(gòu)被經(jīng)轉(zhuǎn)手、收購之后，如今指令集和微結(jié)構(gòu)都已經(jīng)不再更新，技術(shù)專利大多過期或臨近過期。而申威是目前Alpha陣營中僅存的碩果，擁有自主擴(kuò)展指令和發(fā)展路線的自主權(quán)。申威在Alpha21164基礎(chǔ)上開發(fā)出自己的擴(kuò)展指令、神威睿智編譯器以及基于Linux的神威睿思操作系統(tǒng)。而后申威推出了100%自研的令，所有功能實(shí)現(xiàn)均獨(dú)立完成。在第二代申威處理器研發(fā)過程中，已經(jīng)不再參考、兼容ALPHA相關(guān)指令系統(tǒng)，根據(jù)應(yīng)用需要，自主設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)指令系統(tǒng)，同時(shí)基于此構(gòu)建了申威自主基礎(chǔ)軟件生態(tài)。

SW64完全自主，顯著降低技術(shù)與IP依賴性。知識(shí)產(chǎn)權(quán)評估權(quán)威機(jī)構(gòu)工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進(jìn)中心（CSIP）對申威指令系統(tǒng)的評估結(jié)論是：“申威指令系統(tǒng)是一種與之前常見指令系統(tǒng)（ALPHA、MIPS、ARM、X86、POWER等指令集）不同的自主指令系統(tǒng)。”申威架構(gòu)有別于引進(jìn)CPU架構(gòu)，是完全自主的架構(gòu)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自主研發(fā)能力不受限制。申威可自主發(fā)展，不會(huì)有被斷供、制裁或停止授權(quán)的風(fēng)險(xiǎn)，可為關(guān)鍵領(lǐng)域提供長遠(yuǎn)的、可控的供應(yīng)鏈和技術(shù)支撐。如今國產(chǎn)系統(tǒng)基本都接入了SW64指令集，如麒麟操作系統(tǒng)信操作系統(tǒng)，歐拉操作系統(tǒng)。

申威是國內(nèi)自主設(shè)計(jì)、擁有完全自主處理器架構(gòu)的芯片。作為目前唯一國內(nèi)自主設(shè)計(jì)、擁有完全自主的處理器架構(gòu)，申威真正實(shí)現(xiàn)了全流程安全可控的國產(chǎn)處理器。申威處理器具有高計(jì)算性能、高集成度、高訪存帶寬、高I/O性能的特點(diǎn)。申威芯片覆蓋高性能、服務(wù)器、桌面和嵌入式CPU以及配套的外圍IO橋片，形成“大、中、小”系列化、多品種國產(chǎn)自主芯片。

申威26010處理器解決了260個(gè)核心構(gòu)成SoC芯片帶來的各種挑戰(zhàn)，具有接近工藝極限的Die面積。整個(gè)處理器支持亂序執(zhí)行，頻率1.45GHz，包 括4個(gè)MPE（Management Processing Element） 管理 單 元 、4個(gè)CPE（ComputingProcessing Element）計(jì)算單元及4個(gè)MC內(nèi)存控制器單元組成，其中CPE單元又由8x8陣列的64核心組成，所以總計(jì)是260個(gè)核心（4x64+4=260）。

申威26010實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，并在2016年部署的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用。“神威·太湖之光”包含4萬多顆“申威26010”芯片，連續(xù)四次在世界超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500榜單中排名第一，并榮獲多項(xiàng)科技與計(jì)算領(lǐng)域頂級(jí)榮譽(yù)?！吧裢ぬ狻笔侵袊?jí)計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域近年來的重大突破。

審核編輯：黃飛