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9月15日,中国国家市场监督管理总局宣布对英伟达公司实施进一步反垄断调查。#芯片 #中国芯片#英伟达反垄断
9月16日晚间,央视《新闻联播》节目报道了“中国联通三江源绿电智算中心项目建设成效”,其中提及阿里旗下平头哥最新研发的PPU芯片,各项主要参数指标均超越了英伟达A800,与H20相当。此外,央视还介绍了阿里平头哥、沐曦股份、摩尔线程、壁仞科技、中昊芯英、太初元碁、燧原科技等多个国产AI芯片品牌的已签约或拟签约情况。
随着国产芯片性能不断提升,中国人工智能发展与西方半导体生态逐渐脱钩,算力国产自主化指日可待!
芯片产业链主要包含芯片设计、晶圆制造和封装测试三大核心环节,此外还有为晶圆制造与封装测试环节提供所需材料及专业设备的支撑产业链。
晶圆制造环节是制约国内芯片产业发展的最大短板。近十年,国内企业芯片设计能力有了较大进步,华为海思在通信、安防芯片领域已经达到全球领先水平;IC封测领域国产化最为成功,诞生了长电科技、通富微电等一批领先的封测厂;但是材料、设备及制造环节与国外领先企业仍然存在差距。
(资料来源:ittbank,前瞻产业研究院,东吴证券研究所)
由于芯片制造业务投入金额巨大、产能爬坡周期较长、技术门槛要求较高等特征,整个芯片制造行业的产业集中度很高,台积电、三星、格芯、联电、中芯国际、华虹公司等几家企业占据市场的绝大部分份额。2024年四季度,台积电以67%的市场份额排名全球芯片代工行业第一,排名第二的三星的份额为11%,其余公司的市场份额均为个位数。
(资料来源:Counterpoint,东吴证券研究所)
从产能节点来看,占比较大的制程节点集中在180nm-28nm,5nm以下先进制程产能逐年上涨。但2019 年以来,美国政府试图限制中国芯片产业的发展,并极具针对性地对中国半导体产业上游的半导体设备、半导体材料、先进制造等薄弱环节展开技术封锁和围剿,试图将中国芯片产业孤立在全球供应链体系之外。由于现在先进半导体设备技术主要由美欧日等国主导,5nm及以下先进制程仅少数头部企业掌握,内资顶级代工企业仍处于14nm工艺到7nm工艺演进中。
(资料来源:芯谋研究,策源资本,东吴证券研究所)
中芯国际为世界领先的晶圆代工企业,国产芯片核心支柱,国产芯片制程的提升依赖中芯国际的工艺制造能力。2020年,中芯国际对标7nm工艺的N+1先进工艺芯片完成流片和测试,与14nm相比,N+1工艺在性能方面提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小63%、SoC面积减少50%。
公司目前拥有3条8英寸产线,主要生产90nm及以上的成熟制程产品,以及7条12英寸产线,主要生产高级逻辑芯片和其他复杂集成电路产品。
(资料来源:公司公告,国际电子商情,东吴证券研究所)
02-1 华为昇腾
昇腾910是国产高性能芯片的代表,运算能力高达512TOPS@INT8,位于国产芯片前列,仅次于平头哥含光800(825TOPS@INT8);性能功耗比为2TOPS/W,与英伟达A100持平,能耗控制能力达到国际主流水平。
(资料来源:《中国智算中心产业发展白皮书》,中国通信工业协会数据中心委员会,国盛证券研究所)
昇腾系列处理器的核心是面向AI计算设计的达芬奇架构。达芬奇架构是华为自主研发的AI计算架构,专为人工智能计算任务设计,如矩阵计算、向量计算、张量计算。其核心目标是以最小的计算代价增加矩阵乘的算力,实现更高的AI能效。
(资料来源:架构师技术联盟,浙商证券产业研究院)
基于昇腾910C,华为推出CloudMatrix 384超节点集群,在规模、性能和可靠性上对标英伟达NVL72。在保证单用户20TPS水平前提下,单卡Decode吞吐突破1920Tokens/s,可比肩H100部署性能。同时,经过主流测试集验证及大规模线上盲测,在昇腾算力部署DeepSeek-R1的模型精度与DeepSeek官方保持一致。华为公布的数据显示,CloudMatrix 384实现算力规模达300PFlops,相比英伟达NVL72的180PFlops提升67%。
(资料来源:semianalysis)
02-2 阿里含光
含光800是阿里第一颗数据中心芯片,也是一颗高性能AI推理芯片。其采用12nm制程工艺,集成170亿晶体管,性能峰值算力达820 TOPS。自研神经网络处理器(NPU)架构为AI推理专门定制和创新,包括专有计算引擎和执行单元192M本地存储(SRAM)以及便于快速存取数据的核间通信,从而实现了高算力、低延迟的性能体验。
(资料来源:CSDN,民生证券研究院)
含光800支持主流的深度学习框架,包括TensorFlowMXNet、Caffe、ONNX等。在ResNet-50测试中,推理性能达到78563 IPS,能效比500 IPS/W,性能远超同期同类产品。主要用于云计算服务、视觉场景,如城市大脑、电商智能搜索等,并通过阿里云对外输出AI算力。
02-3 百度昆仑芯
昆仑芯P800是百度推出的高性能AI加速卡,主要用于大规模深度学习训练和推理。在芯片参数上,昆仑芯2021年发布的RG800芯片在显存容量(决定能加载多大模型)上与寒武纪2022年发布的MLU370-S4/S8能力基本可比。而在显存带宽(与算力配合)、BF16/FP16(训练和高效能推理指标)和INT8(推理性能)的数值上均好于MLU370-S4/S8。
(资料来源:半导体综研,华泰研究)
昆仑芯的一大优势为“类CUDA生态”,这降低了用户从英伟达平台迁移的成本。
02-4 寒武纪思元
思元590为寒武纪最新一代云端高算力芯片产品。该芯片方便兼容主流AI大模型,综合性能对标英伟达A100,实力处于国内领先地位。
(资料来源:寒武纪官网)
寒武纪的Cambricon NeuWare整合了训练和推理的全部底层软件栈、各种库和编程语言,让开发者可以快速实现项目开发,高效利用芯片算力,有效提升了公司产品的竞争力。
(资料来源:寒武纪官网)
华丰科技:华为核心供应商之一,224G高速背板连接器样品已试制合格,被认为是昇腾910C背板互联的一供。
川润股份:在液冷服务器相关业务与华夏鲲鹏达成合作,华为CM384超节点的独家液冷供应商,军工散热技术专利适配昇腾384单机柜559kW散热需求。
利扬芯片:平头哥AI芯片测试领域的核心合作伙伴,为含光800等芯片提供测试方案,深度参与RISC-V生态建设。
兆易创新:与阿里平头哥共同推动服务器级RISC-V芯片C930的量产交付。
国芯科技:与昆仑芯签署《战略合作框架协议》,双方将展开在边缘AI计算、车规功能安全SoC等技术领域的合作。
中新集团:通过参股基金间接持有昆仑芯股权,涉足昆仑芯相关业务。
中科曙光:自2017年起和寒武纪深化AI领域合作,曾联合发布基于寒武纪芯片的AI推理服务器,凭借技术协同及政府算力项目等,存在稳定合作关系。
来源:策金说
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