計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)代社會(huì)重要的信息處理和運(yùn)算工具,廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),是關(guān)系到國家建設(shè)和人們生活的關(guān)鍵工具,也是構(gòu)建信息基礎(chǔ)設(shè)施的基本組成單位,以及個(gè)人在工作、娛樂和教育中的必備工具。其中,對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行來說,核心組建芯片的性能和使用狀態(tài)極為重要。
計(jì)算機(jī)全供應(yīng)鏈安全一直是國家重點(diǎn)關(guān)注的方向。隨著2019年信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)崛起,計(jì)算機(jī)國產(chǎn)供應(yīng)鏈的發(fā)展不斷加速推進(jìn)。本文將從計(jì)算機(jī)芯片的基本構(gòu)成、國產(chǎn)化現(xiàn)狀,以及規(guī)?;氖褂玫热齻€(gè)方面,來探討計(jì)算機(jī)芯片國產(chǎn)供應(yīng)鏈的發(fā)展趨勢(shì)和未來展望。
01 計(jì)算機(jī)的基本芯片構(gòu)成
在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)架構(gòu)中,不僅包括眾所周知的中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、內(nèi)存、硬盤等主要芯片或模組,還涵蓋了許多功能不可或缺的小型外圍芯片。
這些外圍小芯片,例如有EC、PD、有線網(wǎng)卡、短距WIFI/BT、長距WWAN、聲卡Codec、USB HUB、TPM、BIOS Flash、各種類型傳感器、電池Charger以及大量的供電芯片等。
這些 “大”和“小”芯片通過電路和信號(hào)相互連接和交互,共同構(gòu)成了一個(gè)完整的計(jì)算系統(tǒng),其重要性與體積大小并無直接關(guān)系。例如在2020年許多器件大規(guī)模缺貨時(shí),Audio Codec這個(gè)小型芯片,成了最缺貨的芯片之一。即使當(dāng)時(shí)CPU等大芯片供得上,但因?yàn)檫@個(gè)小個(gè)頭的短缺,仍然無法進(jìn)行整機(jī)生產(chǎn)。
02 計(jì)算機(jī)芯片的國產(chǎn)化現(xiàn)狀
當(dāng)前,在計(jì)算機(jī)芯片國產(chǎn)化的進(jìn)程中,雖然與國際先進(jìn)水平存在一定的差距,但國內(nèi)廠商已經(jīng)取得了顯著進(jìn)步。信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)有基礎(chǔ)硬件、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件、信息安全四部分組成,其中基礎(chǔ)硬件覆蓋了芯片、傳感器、存儲(chǔ)器、服務(wù)器、PC等,其首要任務(wù)則是研發(fā)國產(chǎn)核心計(jì)算芯片。
隨著飛騰、兆芯、龍芯、海光、申威、鯤鵬等廠商的崛起,CPU的國產(chǎn)供應(yīng)正在逐步解決,與國際領(lǐng)先水平的差距正在持續(xù)縮小。另如景嘉微、摩爾線程及芯動(dòng)等GPU廠商也在持續(xù)取得突破,基本實(shí)現(xiàn)了GPU的國產(chǎn)化。 此外,還有長鑫、長江存儲(chǔ)已解決了關(guān)鍵存儲(chǔ)芯片問題, 麒麟、統(tǒng)信則接棒完成了國產(chǎn)操作系統(tǒng)的可用任務(wù)。
至2021年底,核心計(jì)算芯片(包括CPU、GPU、存儲(chǔ),甚至NPU),以及操作系統(tǒng)的國產(chǎn)化問題已基本解決,標(biāo)志著信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的第一階段任務(wù)大致完成。而第二個(gè)階段的目標(biāo)就是要完成100%的全面國產(chǎn)供應(yīng)鏈的備份,包含各類計(jì)算外圍芯片。
先說音頻芯片。在國產(chǎn)PC平臺(tái)上,深蕾科技通過成功收購新思科技的Conexant HDA codec,一舉進(jìn)入聲卡領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了codec的國產(chǎn)化,這是一個(gè)典型的通過收購?fù)瓿蓢a(chǎn)供應(yīng)鏈備份的案例。此外, 類似的還有PD快充協(xié)議芯片廠商硅谷數(shù)模。
在大缺貨背景下,國內(nèi)廠商抓住機(jī)會(huì)并獲得Intel等生態(tài)廠商的授權(quán),比較有代表性的廠商如芯??萍己徒苋A特等廠商成功進(jìn)入了計(jì)算機(jī)生態(tài)圈。例如,芯??萍嫉谝淮鷩a(chǎn)EC芯片CSC2E101是大陸唯一獲得Intel授權(quán),達(dá)到國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)且獲得國際認(rèn)可的大陸EC產(chǎn)品。目前,芯海的第二代EC芯片CSCE2010已于今年8月份回片并通過芯片驗(yàn)證,正在進(jìn)行大客戶導(dǎo)入當(dāng)中。
值得一提的是, 芯海科技是一家國內(nèi)少有的模擬信號(hào)鏈+MCU雙平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),旗下的PC產(chǎn)品包括EC、PD、USB HUB、HapticPAD、BMS電量計(jì)、WiFi等,已經(jīng)形成了系列化、平臺(tái)化產(chǎn)品布局,廣泛應(yīng)用到筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)、智慧顯示屏、平板電腦以及計(jì)算機(jī)外設(shè)周邊應(yīng)用場景。
另外其他芯片類型,如有線網(wǎng)卡,WIFI等,也已基本擁有國產(chǎn)備份的供應(yīng)廠商。至此,生產(chǎn)一臺(tái)百分百由國產(chǎn)組成的計(jì)算機(jī),已經(jīng)不再只是一個(gè)夢(mèng)想,計(jì)算機(jī)的“可用”任務(wù)已經(jīng)基本完成,接下來將進(jìn)入從“可用”到“好用”的全新階段。
03 國產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片的規(guī)模化應(yīng)用
“盡管我們生產(chǎn)的芯片、服務(wù)器、PC機(jī),相比國外的生產(chǎn)有差距。但如果不去用,這個(gè)差距永遠(yuǎn)是差距,落后永遠(yuǎn)是落后。但是如果大規(guī)模去使用它,就可能拉動(dòng)和推動(dòng)我們整個(gè)技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的進(jìn)步,然后慢慢追上去”,在2023年世界計(jì)算大會(huì)上,華為輪值董事長徐直軍呼吁多使用國產(chǎn)芯片。
國產(chǎn)芯片雖然已經(jīng)解決了從無到有的問題,但其成本一般還略高于國際競爭對(duì)手,產(chǎn)品性能也可能還有一定差距。要迎頭趕上并超越國際競爭對(duì)手,需要反復(fù)迭代,這需要建立在商業(yè)成功的基礎(chǔ)上。而對(duì)于芯片產(chǎn)業(yè)而言,只有實(shí)現(xiàn)規(guī)?;逃?,才可能取得商業(yè)成功。
預(yù)計(jì)在未來幾年信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)會(huì)蓬勃發(fā)展,從每年幾百萬臺(tái),增長至千萬臺(tái)左右。2+8的行業(yè)需求就基本飽和。然而千萬級(jí)的需求量,并不足以支撐芯片廠商的商業(yè)成功。如果信創(chuàng)想從2+8跨越到N,則其產(chǎn)品必須具備通用市場的競爭力。這意味著芯片廠商需要首先突破通用市場取得商業(yè)成功,提升自身產(chǎn)品競爭力,從而帶動(dòng)信創(chuàng)整機(jī)產(chǎn)品達(dá)到通用產(chǎn)品的競爭力;
基于此,放眼回顧當(dāng)前計(jì)算產(chǎn)業(yè)的半導(dǎo)體廠商,能做到者還是寥寥可數(shù)。 過去幾年里受芯片短缺的影響,當(dāng)前資本多聚集在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),使得半導(dǎo)體廠商數(shù)量眾多,質(zhì)量卻參差不齊。隨著資本投資熱度的降低,未來半導(dǎo)體廠家勢(shì)必走向整合。在進(jìn)行國產(chǎn)芯片選型時(shí),PC廠商應(yīng)更多關(guān)注產(chǎn)品布局完整、產(chǎn)品路標(biāo)清晰且具備持續(xù)迭代能力的半導(dǎo)體廠商。通過大規(guī)模采購,幫助類似“瑞昱”這樣的國產(chǎn)廠商快速成長起來。
04 結(jié)語
全球的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)高速發(fā)展了四十年,雖然國產(chǎn)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)起步晚,與國際水平尚有一定差距,但是我國的計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠商及OEM和ODM已經(jīng)全球領(lǐng)先,有扛大旗的全球銷量第一的聯(lián)想,以及有核心技術(shù)對(duì)標(biāo)蘋果路線的華為。
如果有了國產(chǎn)一流廠商的幫扶,國產(chǎn)計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體廠商將會(huì)擁有更加肥沃的土壤來發(fā)展,互相扶植更能快速成長。計(jì)算機(jī)芯片作為未來海量市場的重要基石,其蓬勃發(fā)展也將反過來帶動(dòng)國內(nèi)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),包含制造業(yè)的發(fā)展。
由此可見,搞好計(jì)算機(jī)芯片,將有利于國計(jì)民生,需要國內(nèi)廠商在技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場銷售等方面不斷提高能力和水平,共同推動(dòng)計(jì)算機(jī)芯片國產(chǎn)供應(yīng)鏈的合作和發(fā)展。