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装备制造业的芯片,相当于人的心脏.心脏不强,体量再大也不算强——这是今年4月 总书记在湖北考察武汉新芯集成电路制造有限公司时强调的.
5月3日,中国科学院旗下寒武纪科技公司发布国内首款自主研发的Cambricon MLU100云端人工智能芯片.该芯片理论峰值速度达每秒128万亿次定点运算,达到世界先进水平,将广泛应用于智能手机、智能音箱、智能摄像头、智能驾驶等不同领域.
沸沸扬扬的“中兴事件”让国内通信行业深刻感受到“芯痛”,也引发了国人对中国芯片产业的普遍担忧.而Cambricon MLU100云端人工智能芯片的发布,无疑让人看到了中国自主芯片产业发展的蓬勃势头.
起步不晚,为何发展差距不小?
中国是世界最大的集成电路市场,占全球份额一半以上.根据中国半导体行业协会的统计,2017年中国集成电路产业销售额达到5411.3亿元,同比增长24.8%.但这一全球最大的集成电路市场,主要产品却严重依赖进口.
2013年以来,中国每年需要进口超过2000亿美元的芯片,而且连续多年位居单品进口第一位,2017年达到2601亿美元.以国内第二大通信技术服务企业中兴通讯为例,其去年向供应商采购金额超过百亿元.
其实,中国的芯片行业起步并不算晚,早在1952年便成立了由华罗庚负责的电子计算机科研小组.1956年,中国提出“向科学进军”,制定了发展各门尖端科学的“12年科学技术发展远景规划”,把计算机列为发展科学技术的重点之一,并筹建了中国第一个计算技术研究所.1972年,中国自主研制的大规模集成电路在四川永川半导体研究所诞生,实现了从中小集成电路发展到大规模集成电路的跨越.这项跨越,美国用了8年时间,而中国从1965年到1972年,只用了7年.
上世纪70年代末,中国已建成自己的半导体工业,基本掌握了从单晶制备、设备制造到集成电路制造的全过程技术.而此时,韩国、台湾地区才刚刚起步.然而80年代之后,由于欧美技术封锁、资金短缺以及科研人才流失等诸多因素,致使技术断代,最终使美日的半导体产业将中国远远抛在身后,差距在10年以上,韩国、台湾地区也迅速超过中国大陆.
在国产芯片史上,2001年是一个关键的年份.这一年,发展集成电路第一次被写入政府工作报告.同年3月,中星微电子有限公司研发的百万门级超大规模芯片“星光一号”实现产品化,并成功打入国际IT市场,结束了中国无“芯”的历史,中星微电子有限公司创始人邓中翰也被誉为“中国芯之父”.
2002年8月10日,北京曙光公司研发的“龙芯1号”实机运行,运算速度超过每秒2亿次,能够和Intel奔腾2芯片性能相当,相当于国外1997年顶级芯片水准.自此,中国终于拥有了首枚自主知识产权的通用高性能处理器芯片.
但是相较于国际先进的芯片技术,我国的芯片业发展水平仍然有一定差距.尽管政府扶持芯片產业多年,但中国在芯片自给率,尤其是高端芯片上,并无太大突破.中科院研究员、龙芯CPU首席科学家胡伟武也坦承,龙芯作为我国完全自主研发的通用CPU,其性能仅仅是超过了国外主流CPU的低端系列产品,正在向中高端迈进.
“中国芯片的制造工艺和美国大概差了两代.目前国内芯片还没有能完全替代国外的产品.”中国工程院院士、中国计算机学会名誉理事长李国杰称,“之所以造成这个情况,不完全是因为某个芯片企业不太努力,最重要的是中国缺乏芯片发展的生态.”在他看来,这个生态的形成,需要芯片厂商从加工的设备到配套的软件等各个链条上有长期的经验积累.
弯道超车的机会
总书记4月在武汉考察新芯集成电路制造有限公司时,还到生产车间仔细察看了集成电路生产线,听取有关芯片全流程智能化制造和加快国产化进程情况.他还强调,要加快在芯片技术上实现重大突破,勇攀世界半导体存储科技高峰.
随后有媒体报道,国家集成电路产业投资基金（俗称“大基金”）已接近完成1200亿元人民币的二期募资,预计该笔资金将有更大比例的金额投入芯片设计等环节.此前,“大基金”已完成1387亿元的一期募资.
近20年来,中国对自主芯片的研发进行了诸多战略部署,无论是龙芯、申威等CPU品牌,还是“909工程”“星光中国芯工程”等国家级项目,都让中国芯快速成长.国外知名调研机构ICinsights报告显示,全球纯芯片设计公司50强中,2009年只有一家中国公司——华为旗下的海思.到2016年,中国进入该榜单的公司已增长到11家.
目前,中国企业正在加速半导体产业投入和布局.
4月下旬,中国互联网巨头阿里巴巴宣布正在研发一款超级人工智能（AI）芯片,随后又宣布全资收购一家大规模量产芯片的科技公司——杭州中天微系统有限公司.
而在寒武纪发布国内首款云端人工智能芯片之前,另一家现象级创业公司地平线,也发布了中国首款全球领先的嵌入式人工智能视觉芯片.在5月初结束的北京国际车展上,地平线还展示了搭载新一代自动驾驶芯片架构的自动驾驶计算平台.
寒武纪和地平线们的背后,是一个爆发式增长的市场.数据显示,仅2017年下半年,在芯片制造巨头台积电的生产线上,就有超过30家企业的AI芯片排队等待流片（把设计好的技术文件交给芯片生产厂家进行生产）.据悉,深鉴科技、云知声、异构智能等一批国产芯片公司均将在2018年完成流片.
前瞻产业研究院预测,2021年全球AI芯片市场规模将达到111亿美元,相比2016年的36亿美元,年复合增长率达到25%.
相比传统芯片行业,AI芯片全球起步时间几乎同步.业内人士普遍认为,虽然在通用芯片领域中国步子有点慢,但依托中国人口红利的海量数据、资本加持、巨大的应用场景和市场需求,AI芯片领域蕴藏着“中国芯”弯道超车的机会.
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参考文献：
1、 只要比赛没有结束，就有弯道超车机会 2017年6月23日，撑着眼皮熬到凌晨4点的我再次打开高考查分系统，这一次，页面显示的不再是“查无结果”，而是刺眼的高考分数。这些数字让我心里的。
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