构建新生态和新场景高端通用芯片正引领行业新风潮

高端通用芯片在未来的新生态和新场景，将决定着半导体产业未来的新方向和新趋势。

作者｜李延    校对｜爱集微

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集微网报道 高端通用芯片在未来的新生态和新场景，将决定着半导体产业未来的新方向和新趋势。无论是汽车、HPC，还是云计算、5G等应用，高端通用芯片都是新应用落地的关键。
国际巨头正在不遗余力地开发新一代高端通用芯片，国内企业也在奋起直追，并在CPU、GPGPU、智能驾驶芯片、新型存储芯片等新兴领域取得了突破。
不过，国内厂商在研发、生态、应用领域仍然存在诸多薄弱环节，要在诸多重围中杀出一条“芯”路，不但需要深厚的技术积累，还要在多方面进行补强，才能持续突破。
在2022年7月16日，以“应用“芯”生态 开启“芯”场景”为主题的本次论坛上，集微咨询（JW Insights）携手高通、华存电子、昕原半导体、天数智芯、黑芝麻、此芯科技和鸿智电通等知名厂商，剖析高端芯片产业现状与发展，探索高端芯片产业落地新场景。

集微咨询：数据中心的新挑战

集微咨询分析师冯翔在高端通用芯片生态论坛带来的《算力合理化部署和存储一致性，为数据中心产业带来新的挑战》的演讲。
冯翔指出，数据中心服务器出货在2017-2025年预计年复合增长为5%，推动数字经济GDP在2017-2025预计年复合增长率为8%，且目前数字经济创造的GDP占全球整体GDP接近50%，数据中心及云计算产业对数字经济的杠杆性、效益性和效率性三方面产生了巨大的作用。
但数字经济飞速发展也是一把双刃剑，能源的消耗与碳中和问题需要数据中心在内部进一步提升能效。随着数据中心从业务驱动走向数据驱动时代，对算力的合理化部署变得非常重要，因而硬件的部署也发生了翻天覆地的变化，最近比较热的DPU、IPU、CIPU等芯片，不仅可进一步卸载CPU内核资源、加速数据平面与控制平面计算，同时要求具备可编程的能力，支撑数据中心网络、存储、虚拟化及软件定义、安全等工作。
围绕这些变化，冯翔总结为DPU/IPU等芯片的诞生是对基础设施解决方案针对灵活性和性能方面取舍之后的必然选择。与智能手机行业对比，手机芯片的设计采用标准的套片及外围功能芯片组成，但最近智能手机大厂都转向对特定业务专用的加速自研芯片方案，是从一个完全标准的生态环境逐渐走向差异化的过程。“数据中心与智能手机业的针对DSA芯片的布局是殊途同归的，这是DSA芯片的胜利。”冯翔强调。
最后，冯翔也介绍了CXL为未来数据中心节点服务器内存扩展和资源池化和网络化方面的作用，“Intel提出的CXL，与CXL和GENZ协议的融合，会加速和规范内存缓存一致性和数据中心资源网络拓展的能力。”冯翔强调，“这也会给新型内存如持久性内存和相变SSD带来成长的空间”。

高通：创新平台加速汽车体验变革

高通技术公司产品市场高级总监艾和志以“创新平台加速汽车体验变革”为主题，分享了全球数字座舱和ADAS/自动驾驶演进趋势，以及高通近20年以来在汽车领域的持续创新和技术布局。
针对如今数字座舱和ADAS/自动驾驶市场需求，高通推出Snapdragon Ride平台和Snapdragon座舱平台两大平台。
Snapdragon Ride平台不仅能够提供自动成像系统SDK、AI工具包和SDK、Hexagon SDK、Adreno GPU SDK以及Snapdragon Profiler Tool等工具，还能够通过多个800万像素摄像头提供丰富的摄像头套件支持，提供面向优化AI感知和规划的编译器等分析工具，并支持OpenGL ES和Vulkan的图像处理，以及支持低延迟上下文切换的OpenCL计算。
Snapdragon cockpit platform Gen 4是高通第四代骁龙座舱平台，同时也是区域体系架构演进中的中央处理中枢，采用了5nm制程工艺，支持车内多个显示屏和摄像头，能够实现面向下一代仪表盘、抬头显示与高清地图的图形图像的高性能处理，以及面向超高清及顶级内容支持在屏幕及用户间分享的音频与视频处理。
目前，骁龙座舱平台正支持众多中国汽车品牌打造新一代智能网联汽车，据艾和志介绍，高通SA8155P基本上已经进入国内中高端车型当中。
借助Snapdragon系列汽车智能化平台全方位赋能，高通也将持续助力全球车企加速推进整车“智能化”，推动汽车产业真正驶入“智能计算”时代。

华存电子：新一代存储助力智能算力生态 

江苏华存电子科技有限公司总工魏智汎发表了“新一代存储助力智能算力生态”的主题演讲，阐述了云边协同时代的存储解决之道。
服务器已经成为5G+AI云边协同时代的主流基建，旨在为用户提供“无时间与空间限制、无信息泄漏顾虑、可接受的成本与最短响应时间”的云边智能服务。
针对与此，华存电子自主研发PCIe Gen5 HC9001企业级固态硬盘主控芯片，并以此开展存储产品家族，以满足对热、冷数据的处理要求。
HC9001采用创新的XSDirectA (eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架构，可让固件在250ns之内就可以处理完4KB的资料指派，使数据可以直接到达SSD盘内固件所指定位置。基于HC9001的SE51/52/53系列可以更好地适配高性能系统，加之PCIe接口迭代，让性能大幅提升。同时，SE51/52/53系列还具备很强的数据纠错、物理隔离方式等功能。
同时，为了更高效、更节能、更省成本地创造出满足使用者的云边智能服务，华存电子还提供几个存储解决方案的演进路线，包括了支持分区命名空间，支持存算一体，加入感测与主动等。
华存电子将以主控芯片为主，针对不同的融合架构，结合技术强项，推出整合芯片上与盘上部件的存储方案，打造智能存储的新起点。

昕原：新型ReRAM存储将迎来全新爆发

在此次论坛上，昕原半导体CMO孟凡生就《新型存储技术的时代机遇》进行了分享。
孟凡生从存储发展历史解读说，不同的存储介质代表不同时代的需求，随着高性能计算时代的到来，新型的存储技术有机会解决新型需求所面临的挑战。
孟凡生认为，大型成熟的公司具有完整的体系，比较善于做延续性创新，而初创公司则擅长于颠覆性或破坏性创新，通过这一创新让产品和技术在一些较窄的细分市场得到应用，立足之后得以快速发展。而存储从磁带、机械硬盘发展到固态硬盘，已经呈现了这一趋势，新型存储介质有机会在一个相对较窄的领域应用，再通过不断迭代来成为主流。
计算和存储之间存在一个巨大的落差。孟凡生分析，在智能终端时代对存储的需求在于成本和存储密度，到了目前的高算力时代，对存储介质的需求则着重于系统能耗，比成本和耐久性更为重要。因而，与CMOS兼容、可实现综合性系统能效提升的新型存储技术将迎来全新机遇。
在新型存储领域，ReRAM由于密度成长空间大、生产工艺与CMOS完全兼容以及成本优势等优势吸引了业界关注。孟凡生最后表示，昕原在ReRAM器件研发、建模以及基于ReRAM的存算一体和存收一体基础技术领域做了很多沉淀，28nm制程ReRAM产品已应用于数据中心、工业和高端消费类领域，未来昕原将在工艺、材料、设计等层面逐步夯实，进一步拓宽其应用，以ReRAM技术的差异化来占据优势。

天数智芯：创新通用GPU启动后摩尔时代 AI-图形融合

天数智芯首席技术官呂坚平博士以“创新通用GPU启动后摩尔时代 AI-图形 融合”为主题，深刻解读了通用GPU如何赋能AI计算，实现AI与图形在云端系统的融合创新。 
GPU能够完美匹配各种通用并行计算，尤其是包括AI训练推理、图形渲染以及科学通用计算皆以大量可并行处理的乘加 （MAC, Multiply-Accumulation) 计算为主的新兴应用的计算需求，并已经成为当下计算架构领域的赢家。
天数智芯旗下的天垓通用GPU，各取图形与通用计算所长，充分整合了GPU的图形、AI与通用计算“三重人格”。天垓通用GPU遵循图形走向通用计算的潮流趋势，以成功量产的天垓100通用GPU为坚实基础，并开发了‘云原生’内容生成与图形渲染，能够达到元宇宙/数字孪生所需的AI与图形融合，完美的契合AI图像融合计算的各类应用场景。
作为国内GPU领域的领先品牌，天数智芯已于2020年12月便成功点亮国内第一款7nm云端训练通用GPU产品——天垓100，并于2021年3月正式对外发布，截止至2022年3月底，天垓100产品已实现销售订单近2亿元，协助客户落地达两百多应用场景。2022年5月，第二款产品——7nm云边推理芯片“智铠100”成功点亮，产品迭代开发和商业广泛应用遥遥领先国内同行，成为国内少有的GPU领域国产替代的优秀企业。未来，天数智芯还将继续专注GPU领域，持续通过AI与图像融合计算赋能百行百业。

黑芝麻智能：高性能车规SoC赋能汽车产业发展

黑芝麻智能CMO杨宇欣以“高性能车规SOC赋能汽车产业发展”为主题，分享对于汽车的高性能SoC的理解和汽车大变局下的产业发展格局。
杨宇欣指出，未来汽车的智能化、电动化为芯片创造了很多机会，同时智能电动汽车的未来发展也给汽车产业创造了更多机会，过去百年来以海外汽车品牌统治的行业格局正在发生变化，中国车企开始崛起。
智能电动汽车的发展正进入快车道，这将给行业上下游带来巨大机会。相关数据显示，2025年L2-L4级别自动驾驶的渗透率将达到65.5%，2025年中国智能驾驶芯片市场需求共计1383万片。杨宇欣表示，黑芝麻智能一直致力于通过高性能大算力芯片给汽车赋予一个大脑，让车变得越来越聪明。而整个电子电气架构的发展，对汽车技术升级是非常重要的推动力。
杨宇欣认为，随着电子电气架构变革，芯片会出现在各个领域，会有新的功能、性能的芯片出现，这是很多芯片厂商的机会，因为这些新的功能芯片的出现会催生大量新型的芯片企业。而随着汽车行业的这一场大变革，新的技术大量的应用，汽车产业链上下游关系也发生了巨大变化，车企越来越需要产业链上下游跟车企共创、推动技术发展，包括他们未来新的芯片功能也需要一起来定义。杨宇欣同时强调，未来汽车架构向多域融合再到中央计算，包括自动驾驶芯片在内，整个车规芯片的架构会变得越来越复杂，这对芯片设计提出非常高的要求。
对于在这场汽车大变革中的中国产业机会，杨宇欣认为，整个体系都会有非常多的国产化机会和需求。但他指出，未来国产替代的意义，保供只是一方面。长期来讲，由于中国智能汽车发展的速度已经领先全球，需要更加适合中国车企的需求和技术迭代需求的企业，这需要本土的产业链合作伙伴一起来构建起一个完整的体系。

此芯科技：智能芯片进入2.0时代

此芯科技CEO孙文剑认为，智能芯片2.0时代有几个最突出的特征，SoC本身需要多核异构，里面包含了CPU、NPU、DSP、GPU，通过每一个核心算力提供出它优秀的能耗比，从而让整个SoC，甚至系统发挥出它强有力的性能和功耗，这远远不够，对于整个系统的优化，需要将来的混合运算平台能够在端边云实现智能算力分配，实现无缝切换。
作为一家专注于研发通用智能计算芯片、拥有业界资深的智能计算架构和全建制研发设计团队，在CPU内核研发、SoC、全栈软件开发和系统设计等领域具备雄厚的技术积累，致力于开发兼容Arm指令集的高能效计算解决方案商，此芯科技推出基于ARM内核的第一款芯片，它比x86有更好的能效比，在SoC方面，将GPU、NPU、DSP一些异构的单元放进去，实现在SoC的异构基础，适用的场景包含了PC、高端的PAD、智能座舱SR、边缘服务器。
做一个大的芯片绕不开的点就是生态，未来，此芯科技会跟Windows、Android、Linux操作系统三个大的生态紧密结合，完成芯片、系统和软件的优化，同时也会和云厂商进行紧密的结合，完成云程序在此芯科技的CPU上面进行无缝的链接和调度。

鸿智电通：新型电源电池管理SoC芯片平台

目前，全球BMS芯片市场规模正快速增长，虽然整体市场空间非常广阔，但由于技术门槛很高，研发周期相对漫长，国内仍旧非常依赖进口。对此，鸿智电通董事长兼创始人李仕胜认为业界需凭借创新能力突围，进而推进国产替代。
在智能化大趋势之下，各类硬件对电的需求急速上升，大功率、快充成为行业的一项主要的功能，所以BMS也变成必不可少的部分。为了更好地满足市场需求，鸿智电通推出了电源电池管理SoC芯片平台，是一颗采用高压CMOS工艺，数模一体的BMS集成芯片。
目前，鸿智电通推出的第一代国内首创的35V CMOS产品已推向市场，应用的产品包括充电头、移动电源、笔电、手机等，并收获很好的市场反响。为了满足未来的汽车自动驾驶、新能源汽车的要求，鸿智电通将这项技术推向全球车规级工艺平台上。借助全球首创高压CMOS技术，相继推出工业级AIoT BMS +、智能AFE SoC和高性能AIoT处理器。
车规级、工业级的电池非常复杂，芯片的研发和技术的积累都是非常漫长的。李仕胜表示，鸿智电通的车规级和工业级产品使用的是同一个技术平台，不过，车规级强化了可靠性标准，同时增加了AI处理器，从而实现对每个电芯数据的精准检测。

新一代高性能云边端的发展趋势
围绕云边端的各种应用落地与融合将对半导体行业的发展产生什么影响，每个人心中都有不同的答案。在本次高端通用芯片论坛上，多位重量嘉宾围绕“新一代高性能云边端的发展趋势”分享了自己的观点。

在谈及对未来技术的预测时，孙文剑表示，整个系统会向云边端协同、混合、智能运算这个方向发展，将在端侧和云侧实现多形态的异构融合。

天数智芯CTO吕坚平则认为如果技术发展很快，元宇宙、数字孪生这些概念都将消失，“会彻底融入我们平常的生活中。”

华存科技副总庄建民看好智能存储的发展潜力，认为随着存储增加计算功能，融合CPU算法，将在云边端的基础上构建更大的应用场景。

中兴通讯硬件专家贺小龙认为云边端将是共生共融的关系，整个生态当中很多厂家将不断增强端侧的能力，也有可能逐步云化，使生态发展步入良性循环。

昆仑数据创始人陆薇表示，工业大数据、人工智能技术相互融合，将会在未来有更广泛的应用，带动芯片、算力、存储、网络相关的技术协同发展。“展望十年后，在工业4.0场景下，云边协同将必然发生。”
既然明确了技术发展路径，就要进行相应的布局。陆薇强调，云边协同背后有多方面的驱动力，工业应中对不同数据的处理要求，使得云边端协同成为必然，所以将会积极发展云加边的架构。
贺小龙则指出公司的服务器和存储类的业务正在快速地增长，因此将加大对这些产品的关注。
庄健民表示，公司将会继续跟随技术标准发展的节奏，不断更新架构，优化功耗水平，并在软件定义芯片方面继续努力。
吕坚平认为要做算力基建，就要在计算、通讯和储存三方面同时提升。天数智芯主要关注于计算，将会以现有芯片为基础上，不断迭代，为国家的算力基建贡献力量。
孙文剑看好ARM在端、边、云底层算力统一架构上的未来，“因此会从端侧CPU设计入手，通过混合架构设计方法学，推出异构计算的第一代SoC芯片。”
最后，各位嘉宾都表达了对未来的信心，表示将克服短期面对的困难，努力打造出最优秀的产品。

图源｜网络

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