上周，一則外媒報(bào)道十分引人關(guān)注，根據(jù)投資銀行 Bernstein 的數(shù)據(jù)，目前，全球 40% 的 Arm 服務(wù)器在中國(guó)大陸使用。40%，這個(gè)比重還是很高的，之前沒(méi)有預(yù)料到，畢竟，無(wú)論是 CPU 架構(gòu) IP 開(kāi)發(fā)和所有者，還是相關(guān)處理器在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，主要還是由美國(guó)和歐洲公司主導(dǎo)，包括 AWS，Ampere，Google，F(xiàn)ujitsu，Microsoft 和 Nvidia 在內(nèi)的多家芯片、系統(tǒng)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在開(kāi)發(fā)或采用了基于 Arm 架構(gòu)的 SoC，美國(guó)的大企業(yè)正在其數(shù)據(jù)中心中擴(kuò)大 Arm 處理器的布署規(guī)模。在這種情況下，中國(guó)大陸相對(duì)少數(shù)的幾家重點(diǎn)關(guān)注 Arm 的企業(yè)，如阿里巴巴，華為和飛騰等，能夠取得全球 40% 的份額，是相當(dāng)高的比例了。

仔細(xì)想一想，40% 雖然在意料之外，但也在情理之中，畢竟，在中國(guó)大陸，有很多事業(yè)單位和國(guó)有金融企業(yè)和機(jī)構(gòu)，它們所采用的核心設(shè)備及相關(guān) CPU 的信息在媒體渠道很少能看到，不像美國(guó)的 AWS，Google，Microsoft、Meta、甲骨文等企業(yè)，采購(gòu)和使用的 IT 設(shè)備及相關(guān)核心芯片經(jīng)常在媒體上看到。

另外，2019 年之后，在美國(guó)的封鎖和打壓下，中國(guó)大陸系統(tǒng)設(shè)備廠商越來(lái)越難以買到英特爾和 AMD 的高性能服務(wù)器 CPU，這在客觀上也迫使中國(guó)本土企業(yè)將更多資源和精力放在了基于 Arm 架構(gòu)自研的 CPU 上，雖然 Arm 授權(quán)的 IP 也受到了美國(guó)限制，但與直接購(gòu)買英特爾和 AMD 的高性能服務(wù)器 CPU 相比，基于 Arm 自研 CPU 受到的限制會(huì)小很多，且有更多的操作空間。

可以說(shuō)，在美國(guó)的限制政策下，中國(guó)大陸基于 Arm 架構(gòu)的 CPU 及服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)展達(dá)到了一個(gè)新高度，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)幾年，在全球市場(chǎng)的占比還將取得新突破。

上周，還有一則本土 CPU 取得技術(shù)和市場(chǎng)突破的消息，龍芯中科成功流片新一代四核處理器 3A6000。

中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院賽西實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果顯示，龍芯 3A6000 在 2.5GHz 運(yùn)行頻率下，SPEC CPU 2006 base 單線程定/浮點(diǎn)分值分別達(dá)到 43.1/54.6 分，SPEC CPU 2006 base 多線程定/浮點(diǎn)分值分別達(dá)到 155/140 分，雙 DDR4-3200 內(nèi)存通道 Stream 實(shí)測(cè)帶寬超過(guò) 42GB/s，Unixbench 實(shí)測(cè)分值超 7400 分。綜合相關(guān)測(cè)試結(jié)果，3A6000 處理器總體性能與英特爾 2020 年上市的第 10 代酷睿四核處理器相當(dāng)。

相比于上一代龍芯 3A5000 桌面 CPU，3A6000 在相同工藝下單線程性能提升 60% 以上，全芯片多線程性能成倍提升。龍芯中科正在研發(fā)的服務(wù)器 CPU 將比上一代 16 核 3C5000 和 32 核的 3D5000 服務(wù)器 CPU 性能成倍提升。

作為中國(guó)本土 CPU 研發(fā)企業(yè)中的「異類」，早些年一直不被看好的龍芯，其價(jià)值在 2019 年之后得到突出體現(xiàn)，近幾年，在自研指令集架構(gòu) LoongArch 的基礎(chǔ)上，不斷推出新的、性能更高且能將功耗控制在一定水平的 CPU，雖然也有一些波折，受到非議，但大方向還是對(duì)路的，未來(lái)幾年，相信還會(huì)有新的突破出現(xiàn)。

不止龍芯，近來(lái)有消息顯示，華為很可能會(huì)在年底將其自研的 5G 手機(jī)處理器帶回市場(chǎng)，如果真能實(shí)現(xiàn)，無(wú)疑會(huì)是一針強(qiáng)心劑，無(wú)論是對(duì)華為，還是對(duì)中國(guó)本土手機(jī)處理器市場(chǎng)而言，都是如此。

華為 5G 手機(jī)處理器回歸的消息帶出了另一個(gè)話題，即中國(guó)本土 10nm 以下先進(jìn)制程芯片的制造。

由于受到美國(guó)限制，華為無(wú)法獲得臺(tái)積電或其它晶圓代工廠先進(jìn)制程產(chǎn)能，致使華為高端手機(jī)市占率每況愈下。因此，要想使 5G 手機(jī)，特別是高端手機(jī)復(fù)活，有先進(jìn)制程工藝產(chǎn)線支持是關(guān)鍵。

此次，如果華為年底發(fā)布的新 5G 手機(jī)能搭載自研處理器的話，說(shuō)明中國(guó)本土晶圓代工廠的制程工藝水平又上了一個(gè)臺(tái)階，備受關(guān)注的晶圓代工龍頭 N+1 制程工藝（與 7nm 工藝相近）很可能實(shí)現(xiàn)了新的突破，特別是在芯片量產(chǎn)的良率方面，或許能給市場(chǎng)提供更穩(wěn)定的支持。

中國(guó)本土晶圓代工廠，特別是以發(fā)展先進(jìn)制程工藝為目標(biāo)的廠商，在近幾年遇到了很大困難，核心問(wèn)題就是先進(jìn)制程半導(dǎo)體設(shè)備，由于受到美國(guó)限制，無(wú)論是來(lái)自美國(guó)，還是來(lái)自歐洲的半導(dǎo)體設(shè)備廠商，都很難向中國(guó)本土晶圓廠出售先進(jìn)制程設(shè)備了，使得這些晶圓廠發(fā)展先進(jìn)制程工藝產(chǎn)線的工作極為艱難，只能靠美國(guó)限制政策正式生效前的短暫時(shí)期，拿到了有限數(shù)量的先進(jìn)設(shè)備，結(jié)合原有設(shè)備，組合出新產(chǎn)線，但這樣的晶圓廠硬件水平很難量產(chǎn)出高良率的先進(jìn)芯片。在這種情況下，產(chǎn)業(yè)對(duì)中國(guó)本土先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備的呼聲越來(lái)越高。

近期，有消息稱，中國(guó)本土企業(yè)研制的先進(jìn)光刻設(shè)備將在年底出貨，雖然與 ASML 的先進(jìn) EUV 和 DUV 設(shè)備相比還有不小的差距，但通過(guò)工藝技術(shù)的改進(jìn)，例如采用多重曝光技術(shù)，可以明顯縮小這種差距。這些對(duì)中國(guó)本土芯片制造業(yè)水平的提升是利好的。不過(guò)，總體而言，中國(guó)大陸先進(jìn)制程芯片制造的工藝水平與國(guó)際大廠相比，差距依然比較大，還需要本土半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)和科研院所不斷努力，爭(zhēng)取量產(chǎn)出更多先進(jìn)設(shè)備。

除了芯片設(shè)計(jì)和制造，中國(guó)大陸在高性能計(jì)算系統(tǒng)構(gòu)建方面也受到了限制，特別是當(dāng)下最為火爆的 AI 服務(wù)器系統(tǒng)，由于無(wú)法買到英偉達(dá)最先進(jìn)的 GPU 產(chǎn)品 A100 和 H100，中國(guó)大陸相關(guān)企業(yè)，如阿里、騰訊和華為，只能退而求其次，采用現(xiàn)有處理器芯片，并簡(jiǎn)化 AI 模型和程序。

據(jù)悉，通過(guò)采用英偉達(dá)低性能版本的 A800 和 H800，騰訊推出了一款新的計(jì)算系統(tǒng)，進(jìn)行 AI 模型訓(xùn)練。但是，這種方法的成本很高，因?yàn)?H800 的用量大概是 H100 的三倍，才能獲得類似的效果。

有消息稱，為了控制成本，有中國(guó)本土公司設(shè)計(jì)出了采用不同芯片類型組合訓(xùn)練 AI 大模型的方法，例如，使用英偉達(dá)的 A100、V100 和 P100，以及華為 Ascends 組合成一個(gè)系統(tǒng)。不過(guò)，這種方法的技術(shù)難度較大，且可靠性難以保證。

此外，中國(guó)本土公司還在軟件技術(shù)方面下功夫，以減少訓(xùn)練 AI 大模型的算力要求，也就是用軟件彌補(bǔ)硬件性能的不足。

突破后的效應(yīng)

可見(jiàn)，雖然受到種種限制，但中國(guó)本土電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)依然在前進(jìn)，當(dāng)然，這種進(jìn)步的速度是緩慢且艱難的。

在看到中國(guó)電子半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)尋找各種應(yīng)對(duì)策略，且有一定成效之后，美國(guó)政府又坐不住了，提出了新的限制措施，主要體現(xiàn)在：有意進(jìn)一步限制 AI 芯片出口，可能針對(duì)英偉達(dá)為中國(guó)大陸特供的 A800 和 H800；加強(qiáng)對(duì)中國(guó)大陸電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資的限制；可能會(huì)進(jìn)一步限制中國(guó)本土成熟制程產(chǎn)線的發(fā)展。

這里特別關(guān)注一下成熟制程方面的限制。盡管美國(guó)去年 10 月出臺(tái)的規(guī)定減緩了中國(guó)大陸先進(jìn)制程芯片制造能力的發(fā)展，但基本上沒(méi)有影響 14nm 以上較為成熟制程技術(shù)的能力。成熟制程種類繁多，市場(chǎng)規(guī)模大，且競(jìng)爭(zhēng)充分，是中國(guó)本土芯片制造業(yè)發(fā)展較好的選擇。

不久前，美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)吉娜·雷蒙多在美國(guó)企業(yè)研究所的一次小組討論中表示：「中國(guó)投入大量資金補(bǔ)貼成熟制程芯片產(chǎn)能，這是我們需要思考并與盟友合作解決的一個(gè)問(wèn)題?！拱莸钦晃桓呒?jí)官員表示，雖然沒(méi)有采取行動(dòng)的時(shí)間表，但正在收集相關(guān)信息。

就目前情況看，美國(guó)在成熟制程方面限制中國(guó)本土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的顧慮較多，其中很重要的一項(xiàng)就是如果中國(guó)大陸成熟制程芯片產(chǎn)能大幅減少的話，美國(guó)需要轉(zhuǎn)移相關(guān)產(chǎn)能，且規(guī)模很大，這樣，很多美國(guó)企業(yè)需要承擔(dān)相應(yīng)成本，而美國(guó)企業(yè)并不愿意投資那些必須與接受大量政府補(bǔ)貼的中國(guó)大陸晶圓廠競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)線。據(jù)悉，美國(guó)政府正在衡量西方半導(dǎo)體公司投資此類項(xiàng)目的意愿，然后再?zèng)Q定采取什么行動(dòng)。

與美國(guó)政府已采取或想采取的行動(dòng)不同，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)，特別是行業(yè)排名前列的芯片大廠，都十分看重在中國(guó)大陸的發(fā)展，繼英偉達(dá)之后，英特爾于近期推出了中國(guó)特供版本 AI 芯片 Gaudi 2。而且，就在上周，AMD 也表達(dá)了推出中國(guó)專供版本 AI 芯片的意愿，該公司 CEO Lisa Su 表示，AMD 看到了中國(guó)大陸 AI 市場(chǎng)的銷售潛能，不排除為相關(guān)客戶開(kāi)發(fā)定制化產(chǎn)品的可能。她說(shuō)：「我們的計(jì)劃當(dāng)然會(huì)遵守美國(guó)的出口管制規(guī)定，但我們也確實(shí)相信，有機(jī)會(huì)為正在尋找 AI 解決方案的中國(guó)大陸客戶開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，我們會(huì)繼續(xù)努力朝那個(gè)方向走。」

Lisa Su 沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明 AMD 的計(jì)劃，如果做的話，該公司可能會(huì)優(yōu)化一些 Instinct MI 系列加速器，例如計(jì)劃在今年第四季度推出的最新 Instinct MI300。

除了推出定制化芯片，英特爾還于近期與深圳市南山區(qū)政府合作，成立了英特爾大灣區(qū)創(chuàng)新中心，重點(diǎn)關(guān)注人工智能、芯片應(yīng)用和邊緣計(jì)算。英特爾的這一舉動(dòng)似乎釋放出了一個(gè)信號(hào)，那就是不久前英特爾、英偉達(dá)和高通等美國(guó)芯片巨頭 CEO 與白宮高層進(jìn)行了閉門會(huì)談，表達(dá)不愿意失去中國(guó)大陸市場(chǎng)的態(tài)度和決心，或許，會(huì)談期間，芯片大廠與美國(guó)政府達(dá)成了某種妥協(xié)或默契，使得像英特爾這樣的美國(guó)芯片巨頭敢于在當(dāng)前的形勢(shì)下做出與深圳市深化合作的決定。當(dāng)然，這樣的合作肯定不是在幾天時(shí)間內(nèi)想出并執(zhí)行的，相信已經(jīng)籌備了一段時(shí)間，但最終決定執(zhí)行，還是要將美國(guó)政府的態(tài)度和未來(lái)政策作為重要參考要素的。

面對(duì)美國(guó)政府不斷變化的限制措施，以及美國(guó)芯片廠商多個(gè)版本的專供芯片，未來(lái)，中國(guó)本土設(shè)計(jì)和制造中高端芯片的決心是否會(huì)隨著國(guó)際供應(yīng)鏈的松動(dòng)而發(fā)生變化呢？

我們要看到，中國(guó)專供版芯片只是臨時(shí)解決方案，并不能從根本上解決問(wèn)題，對(duì)于那些美國(guó)芯片廠商來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)定制化芯片來(lái)應(yīng)對(duì)美國(guó)政府出口限制政策是對(duì)研發(fā)資源的巨大浪費(fèi)，對(duì)于中國(guó)本土產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，這樣的專供芯片具有很強(qiáng)的不確定性，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，依然是在被美國(guó)牽著鼻子走。

因此，即使中國(guó)大陸企業(yè)會(huì)購(gòu)買這些專供版芯片，也不能完全依賴美國(guó)供應(yīng)，更不能放棄自己的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，中國(guó)必須發(fā)展本土的高端芯片制造業(yè)。

未來(lái)的極限在哪里？

據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年 6 月，中國(guó)大陸芯片產(chǎn)量達(dá)到 321.5 億個(gè)，同比增長(zhǎng) 5.7%，而前 5 個(gè)月芯片進(jìn)口量同比下降約 20%。來(lái)自海關(guān)總署的消息顯示，今年前 7 個(gè)月，中國(guó)大陸進(jìn)口集成電路 2701.7 億個(gè)，同比減少 16.8%，價(jià)值 1.32 萬(wàn)億元，同比下降 16.2%。

可以看出，中國(guó)本土芯片產(chǎn)量在持續(xù)增長(zhǎng)，進(jìn)口在減少，總體來(lái)看，芯片自給率有所提高。不過(guò)，必須看到，本土生產(chǎn)的多為中低端產(chǎn)品，而進(jìn)口的則以中高端產(chǎn)品為主。

在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，伴隨著美國(guó)不斷變化的限制政策，中國(guó)大陸需要在芯片設(shè)計(jì)、制造，以及系統(tǒng)集成方面不斷取得突破，才能爭(zhēng)取主動(dòng)權(quán)，不陷入被動(dòng)泥潭。

芯片設(shè)計(jì)方面，在沒(méi)有最先進(jìn) EDA 工具和國(guó)際先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)輔助的情況下，中國(guó)本土企業(yè)能否設(shè)計(jì)出與國(guó)際高水準(zhǔn)保持同步的芯片？相信這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)起來(lái)，難度比芯片制造要小很多。目前，中國(guó)本土多家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)都已具備先進(jìn)制程芯片設(shè)計(jì)能力和經(jīng)驗(yàn)，雖然與高通和英偉達(dá)等大廠依然存在差距，但已不存在代差，且距離還在縮小。以 CPU 為例，中國(guó)大陸企業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品很難拿到臺(tái)積電 7nm 及更先進(jìn)制程產(chǎn)能，目前，中國(guó)本土量產(chǎn) CPU 能獲得的最先進(jìn)制程工藝是 12nm，在這種情況下，以設(shè)計(jì)能力提升 CPU 性能見(jiàn)長(zhǎng)的企業(yè)就凸顯了出來(lái)，如龍芯，即便被美國(guó)列入實(shí)體清單，無(wú)法拿到相關(guān)產(chǎn)業(yè)資源，其 CPU 依然能夠迭代前行，且性能在不斷提升。

芯片制造方面，任務(wù)最為艱巨，在目前的國(guó)際供應(yīng)鏈發(fā)展態(tài)勢(shì)下，要想制造出高水準(zhǔn)的芯片，不僅要提升晶圓廠的工藝水平，還需要相關(guān)設(shè)備廠的跟進(jìn)，并要深度參與晶圓廠工藝產(chǎn)線建設(shè)，此外，芯片設(shè)計(jì)與制造的融會(huì)貫通顯得尤為重要，這就是為什么我們不能放棄發(fā)展中國(guó)本土 IDM 的一個(gè)重要原因。只有做好以上工作，才能實(shí)現(xiàn)過(guò)去幾年經(jīng)常說(shuō)的：用 14nm 制程工藝產(chǎn)線制造出相當(dāng)于 7nm 性能、功耗表現(xiàn)的芯片。

在芯片應(yīng)用和系統(tǒng)集成方面，特別是高性能計(jì)算數(shù)據(jù)中心和云端，在越來(lái)越難獲得國(guó)際大廠高端芯片的情況下，如何彌補(bǔ)因單一芯片算力不足而形成的系統(tǒng)性能缺失？前文提到了一些本土廠商的應(yīng)對(duì)策略，但那些方法大都很難持久，且不適合大規(guī)模應(yīng)用，必須在芯片層級(jí)有所突破才行。