国产GPU的现状：自研与IP受权并行

宁声

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文 | 雷科技leitech比来两个月我也报导了不少国产半导体行业的旧事，不少读者看完也是颇感兴致，都但愿我可以多聊一聊国产GPU的开展。实际上，国产GPU的行业范围其实不小，虽然远未到英伟达、AMD等头部厂商的范围与技术，然而在国际的各个行业却有着无足轻重的位置。
特别是在美国对咱们的半导体行业进行全方位打击后，国产GPU的研发投入与产出也开始同步回升。目前国际次要的十家GPU产业公司中有7家是2015年后成立的，其中2018年后成立的有5家，根本上与国际对半导体行业的需要增长及投入成反比。


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在市场需要和政策的反对下，目前国际的GPU企业都有着较好的前景与开展，那末现状又如何？
国产GPU现状：不算糟但也不算好
聊到GPU，得多人包罗我在内第一时间想到的都是英伟达、AMD，作为寰球GPU市场的领军企业占领了绝大部份的独立显卡市场份额，而集成显卡的市场份额则是由AMD与英特尔瓜分。
通过多年的技术开展与积攒，国外半导体厂商在GPU畛域建设了许多专利壁垒，其它公司想要追逐乃至超出的难度极大，关于国际厂商来讲难度更是要回升一个等级。所以，受限于工艺制程、EDA等技术封锁，国际厂商目前在自主研发畛域的效果与国内一流程度还有着很大的差距。
目前国际自研GPU的领军企业次要是景嘉微、壁仞科技、芯动科技等，其中成立最先的是景嘉微，2006年就开始研发具有自主常识产权的GPU产品。当初曾经开展出了一系列的产品线，而且均采取国际成熟制程工艺及自主架构，以致于在2021年就被美国列入实体清单。
不外，得益于产品使用的技术与出产都与美国及相干海内企业分割不大，所以景嘉微很快就公布布告称旗下产品的出产与研发不会遭到本质影响，总体危险可控。目前，景嘉微的最新产品是JH920独立显卡，反对4路显示输入及视频解码，反对OpenGL 4.0、Vulkan1.1等图形编程接口，反对OpenGL3.0计算编程接口，反对4 路4K@60fps HDMI 2.0外视频输出。
从参数来看，JH 920的机能与英伟达在2016年公布的GTX 1050相仿，虽然从年份来看二者仅相差6年时间，然而GTX 1050本质上为英伟达10系显卡中的入门级产品，显然无奈代表英伟达在2016年的整个程度。
在比对机能参数后，我始终回溯到2010年的GTX 500系列才找到机能与GTX 1050相符且作为旗舰型号出售的GTX 580，象征着JH 920根本上是达到了英伟达十二年前的程度，所以总体而言国产GPU的现状其实不算乐观，虽然在特殊畛域算是能够知足自力更生的需要，然而在中高端畛域及集体消费畛域还有着十分大的差距。
目前来讲，景嘉微所代表的就是自主常识架构GPU的顶尖程度，其产品则次要运用于工业、人工智能、云计算、军用工业等畛域，最少是包管了国际相干产业即便被封锁也仍然可以正常提供办事。
在景嘉微以外，国际的次要GPU企业还有芯瞳半导体、壁仞科技、摩尔线程、沐曦集成电路、瀚博半导体、登临科技、天数智芯、芯动科技、龙芯中科等多家企业，面向的畛域根本涵盖了目前GPU运用的次要市场，如人工智能、AI计算、自动驾驶、深度学习等。
假如将采取IP受权及商用架构等形式进行出产的GPU厂商算进去，那末国产GPU的机能程度可能也就仅仅后进于美国罢了。实际上，寰球规模内的GPU企业数量其实不算多，由于这个行业能够说赢者通吃，英伟达与AMD通过多年的合并收购曾经奠定了本人无可摆荡的领导位置，除了多数极其特殊的需要市场，独立GPU的相干市场都曾经被两家瓜分终了。
能够说，假如不是国际企业面临被美国断供的危险，不能不放慢脚步研发GPU芯片，那末国产GPU的机能可能最少会后进20年的时间，而不是当初的10年摆布。
国产GPU的将来
从现状来看，国产GPU的将来是不是清朗？集体以为，在国度相干政策及产业资金的歪斜下，国产GPU的将来是可期的，然而想要走出国际进军寰球却有着很高的难度。
首先是面临英伟达、AMD的围堵，经过产业同盟、专利限度等形式，两家半导体巨头简直能够掐死所有要挟到本人的GPU厂商，除非国产GPU厂商捣鼓出划时期的全新GPU产品，不然是不成能冲破巨头的技术封锁与限度。


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其次是国际的GPU产业开展仍然受限于半导体制作产业的开展，在国产光刻机取得冲破性停顿以前，国产自研GPU芯片的机能下限曾经明白，能够预见在将来数年内，14nm GPU将走到下限，假如届时光刻机依然无奈冲破，将会被英伟达、AMD疾速拉大差距。
总体来讲，GPU的研发与CPU同样，牵一发而动全身，需求的不单单是企业的架构迭代与降级，还需求光刻机等配套产业的同步晋升，能力缩短国产GPU与国内当先程度之间的差距。
并且，目前国际主流的GPU企业中，有不少都是采取的商用IP受权，简略来讲就是购买一个商用GPU IP，而后自行修正迭代，假如IP供给商终止协作，那末就会见临研发、出产间断等问题。
目前国际机能当先的GPU企业根本都是以商用IP为主，大少数自研架构的企业业务集中在AI计算等畛域，只要景嘉微等多数企业有自研架构的图形渲染显卡产品。


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所以，假如大家期待着国产显卡在集体消费畛域的冲破，那末短期内时机渺茫，倒是在AI计算方面能够期待一下，将来咱们使用的自动驾驶汽车等集成AI智能零碎的产品，应该就可以看到国产GPU的身影。
国产GPU面临的问题次要集中在IP受权的不成控性、先进制程的不成控性（部份当先GPU企业的芯片由台积电、三星代工）以及美国相干政策的危险。目前国际的GPU产业对海内的EDA等软硬件还有着较高的依赖性，国产相干产品临时还无奈间接代替，这也象征着一旦美国持续收紧半导体政策，那末非自研架构的GPU企业会遭到较大的影响。
看到这里，也许有读者敌人会吐槽：“又是买回来的IP，就不克不及有点自主的货色吗？”其实从产业开展角度来看，目前国产GPU的自研+IP受权的并行开展机制是非常须要的。
由于GPU架构自研难度极高，需求少量人力物力与时间本钱的投入，企业即便有政策及资金搀扶也不成能all in自研，不然全部科研生态将会变得非常畸形并难以维系。
所以，经过IP受权研发自主架构GPU，以此造就本人的产业链和产品设计思绪并获取资金流转，再以IP受权芯片的支出来补救自研架构的研发投入缺口，终究造成自循环的研发体系。并且还能放弃企业对市场的敏理性，适时调剂产品的研发路线，防止破费重金研收回一款不实用的产品。
集体以为，国产GPU的将来症结不在于集体消费市场，而是以自动驾驶、AI智能等畛域为主的商用及工业市场，这些市场偏偏是目前国际的强势区，凭借在新动力汽车及相干畛域的冲破及份额晋升，国产GPU也许会走出一条与英伟达、AMD截然不同的开展路途。