打破美企垄断！国产7纳米GPGPU芯片面世，冲刺458亿市场

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《科技日报》消息，3月31日，上海天数智芯半导体公司正式推出高性能云端7纳米芯片BI及产品卡，单芯每秒可进行147万亿次FP16计算。 这是我国首款全自研、基于通用GPU架构的GPGPU云端高端训练芯片，实现了“从0到1”的历史性突破，填补了国内芯片行业的又一空白。

打破美企垄断！国产GPGPU冲刺458亿市场

公开资料显示，GPGPU被称为通用并行图形处理器，目前广泛应用于高性能计算、行业AI应用、互联网及云数据中心等，主要应用场景有人工智能模型训练与推理及高性能计算。在天数智芯7纳米GPGPU芯片成功问世前，中国GPGPU领域90%以上的市场掌握在国际头部企业——英伟达、AMD手中。

而随着我国数字经济的推进，尤其是5G技术的发展，智能工厂、无人驾驶等应用市场正持续加大对GPGPU的需求。市场数据显示，2019年我国GPGPU芯片的市场规模已达86亿元，预计到2025年将达458亿元，年复合增长率约为32%。 可以说，GPGPU芯片的国产化已“势在必行”。

基于此，行业专家表示，天数智芯7纳米GPGPU芯片的落地，具有多重意义 ——一是打破了美企的垄断，中企成功站上了主流生态高性能GPGPU的赛道；二是为我国自主高端主流通用芯片的开发应用，打开了一条突破口；三是为国内算力密集行业的发展、人工智能的落地，提供了更多、更好、更安全的选择。

90家中企“组队”完成！芯片国产化再加速

事实上，除了GPGPU芯片领域上努力突破，我国在其他芯片领域上也致力于国产化，政府此前发布的相关文件还强调，到2025年，中国芯片自给化率要达到70%， 作为参考，2019年这一数字为30%。

为了达成这一目标，我国已出台了多个重磅文件，在政策上给予大力支持。 例如3月29日发布的关于“支持集成电路产业和软件产业发展进口税收”文件，明确提出对集成电路行业数种进口情况免征税收，大幅缓解相关企业的材料来源以及成本压力。

除了政策支持外，资本市场也对半导体产业十分看好。 据市场不完全统计，在科创板236家上市公司中，有30家涉及集成电路产业，占比达13%，融资金额高达950亿元，占比达20%。

与此同时，工信部网站2月公布的消息，华为、中兴、海思半导体、紫光同芯微电子等90家国内企业已完成“组队”， 将成立一个全国集成电路标准化技术委员会。分析指出，这将使得芯片国产再加速。

值得一提的是，中国半导体协会最新公布的数据显示，2020年前3季度，我国半导体市场规模达5905.8亿元，2021年有望突破万亿大关； 庞大的市场规模使得中国越来越成为全球半导体产业链中重要的一环。

文 | 李银苏 题 | 曾艺 图 | 饶建宁 卢文祥 审 | 刘苏林

首款国产7纳米GPGPU芯片在上海问世：有望打破技术垄断

澎湃新闻记者 孙艺真

“做GPGPU就像下围棋，求乎上而得中，必须有这样的志向，从源头就向正确的方向砥砺前行。”上海天数智芯半导体公司（下称“天数智芯”）董事长蔡全根在谈及国产第一款GPGPU产品的研发心得时说。

3月31日，我国首款全自研高性能云端7纳米芯片天数智芯BI（Big Island）及产品卡在上海问世，这是一款基于通用GPU架构的GPGPU云端高端训练芯片，单芯每秒可进行147万亿次FP16计算（147TFLOPS@FP16）。7纳米芯片天数智芯BI问世前，高端GPGPU领域一直被英伟达和AMD等国际巨头垄断。测试数据显示，BI芯片以同类产品1/2的芯片面积、更低的功耗，提供主流厂商产品近2倍的性能。

GPGPU即通用图形处理器（General-purpose computing on graphics processing units），是一种利用处理图形任务的图形处理器（GPU）来计算原本由中央处理器（CPU）处理的通用计算任务。GPGPU目前广泛应用于高性能计算、行业AI应用、互联网及云数据中心等，主要应用场景有人工智能模型训练与推理及高性能计算。

在应用方面，天数智芯联合创始人、首席科学家及高级副总裁郑金山介绍称，目前，BI产品实测数据基本符合设计规划，BI芯片及产品卡均以实体形式发布，即将进入批量生产和商用交付，BI芯片及产品卡量产后能够为AI训练和推理、认知型AI、高性能数据分析、基因组研究、金融预测分析等各种高负载工作提供理想的算力支持，服务于教育、互联网、金融、自动驾驶、医疗、安防等各相关行业，赋能AI智能社会。

可查资料显示，目前某头部供应商的一块高端GPGPU板卡，其售价接近一辆普通轿车的价格。据预测，到2025年中国GPGPU芯片板卡的市场规模将达到458亿元，2019年到2025年的年复合增长率超过30%。

这款7纳米GPGPU芯片在数据存储和带宽限制等方面均有所突破。郑金山介绍称，这款BI芯片采用业界领先的7纳米制造工艺、2.5D CoWoS封装，容纳240亿晶体管，支持FP32、FP/BF16、INT32/16/8等多精度数据混合训练，集成32GB HBM2内存、存储带宽达1.2TB。

中国工程院院士倪光南表示，这款国产首款7纳米GPGPU芯片在性能指标方面并不亚于国外顶级产品。“由于现在的国际形势，我们可能买不到国外的先进技术，卡脖子的地方要尽快弥补，要补齐。”倪光南表示。

倪光南认为，这款GPGPU芯片拥有自己的技术体系和生态，应在此基础上逐步建立行业标准。“十八大以来，我国的信息产业实现了跨越式发展，目前在网信领域一些自主可控的核心技术已经向好用、易用的方向发展。但短板和痛点仍然存在，比如CPU、GPU这两种信息系统中最复杂的电路芯片，越来越成为整个产业链上必须突破的短板。”倪光南说。

上海市经济和信息化委员会副主任张英表示，这款芯片的面世有望打破该项技术由国外公司长期垄断的局面。“算力是人工智能发展的三大基础要素之一，而芯片是AI算力的基础。目前，在以GPGPU为代表的通用AI芯片领域，中国与国外差距还是相当大的，这也是上海人工智能重点攻关的关键技术。”张英说。

责任编辑：张静

校对：张艳

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