国产处理器:机遇与挑战并存,盘点那些有潜力的企业和产品

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处理器被称为高端芯片中的“皇冠”,在整个集成电路产业中处于核心地位。虽然我国企业在芯片领域和处理器领域面临着许多的挑战和困境,但并不意味着我国企业无法生产出具有正面效果的处理器和芯片。

龙芯3C 5000l是最新的处理器型号,相比于之前的处理器功能,该处理器已经提升了七倍到八倍的处理功能。完全符合中高端智能设备对处理器的需求,话虽如此,但并不意味着多家企业应用龙芯3C 5000l。

龙芯一直都在为了处理器和系统的发展进行技术突破,龙芯还没有发布全新的处理器和系统之前,该公司一直采用的是MIPS架构。自从龙芯发布3C 5000l之后,技术人员打造了100%自主研发的指令系统,不再使用MIPS架构。该指令系统取名为loong arch,该处理器主要采用的是四核设计。虽然它没有达到超级高精度的厚度,但是该处理器的厚度也保持在12nm ,不仅降低了处理器的功耗,还成功实现了功能提升,反而凸显了国内处理器技术的蓬勃发展。不过,3C 5000l却面临着发展的困境,恶性循环油然而生。

第一种发展困境:软件的适配率比较低

一般情况下,大部分用户使用的处理器和系统非常统一,尤其是WINDOWS操作系统和对应的处理器。软件制作公司只需要适应同一个处理器和系统,该公司就可以获得特别广阔的市场。与此同时,软件公司更加倾向于使用范围更广的处理器,他们并不会在最短的时间内,提高软件对新处理器的适配率。

一方面是因为软件的适配过程中出现了太多的不确定因素,一旦管理者和设计人员无法完成软件与处理器适配,前期工作成为一种泡沫。另外一方面是因为新处理器的使用概率比较低,花费大量的人力和物力完成处理器和系统与软硬件的适配,简直有些不划算。这就会使得市场、用户以及处理器陷入了一种恶性循环中,知名的处理器占据更为广阔的市场,新处理器占领市场的速度特别慢。

第二种发展困境:厂家不认可

如果你是一家智能设备生产公司的老板,你会选择适配率比较高的处理器?还是支持新出现的处理器呢?大部分人都有相类似的决定,那就是选择市场占有率和软硬件适配率比较高的处理器。这种处理器不仅可以使用户获得非常良好的用户体验,厂家还可以达到特别高的效益。厂家在制定新的智能设备发展方案之前,它们都会和不同的处理器厂家进行协商。一方面是因为不同处理器厂家制定的价格有所不同,另外一方面是因为厂家需要参考新处理器的性价比。虽然前期的协商过程十分漫长,最终,80%智能设备厂家都会选择与老牌处理器厂家合作。

其他有潜力的企业和产品

英特尔、ARM、英伟达、德州仪器等国际处理器巨头长期占据市场,我国处理器特别是高端处理器芯片目前仍然主要依赖进口。近年来,随着人工智能的发展、新基建带来新风口,广受关注的国产处理器发展也迎来新机遇。

与传统芯片相比,作为新基建计算引擎的5G、AI和智能计算等新一代高端芯片属于新赛道,需要构建全新生态。复杂的高性能数字芯片领域的发展都离不开算力的支撑,中国本土IC厂商借助新赛道的机会,坚持自主创新提升产品性能,在国产替代潮中取得了创新突破。

由国内领先的半导体电子信息媒体芯师爷举办的第三届“硬核中国芯”,汇聚了百余家中国半导体芯片产业的知名企业、潜力企业。本文精选了此次参评的FPGA、CPU、GPU等相关产品,以期为市场提供更多选择。

芯动科技:风华系列GPU芯片

芯动是中国一站式IP和芯片定制领军企业,提供全球6大工艺厂从0.18微米到5纳米全套高速混合电路IP核和ASIC定制解决方案,公司15年来立足本土发展,所有IP和产品全自主可控,经过数十亿颗量产打磨,连续十年中国市场份额遥遥领先。芯动是中国唯一全球各大顶尖晶圆厂签约的技术合作伙伴,全球数以10亿计的高端SOC芯片产品背后都有芯动技术。

风华系列GPU芯片性能远超国内竞争对手,性能比肩国际主流高性能显卡,对标AMD, Nvidia,可支持>30路1080p60帧的图形加速和硬件编解码性能。支持OpenGL/OpenCL/OpenGL ES/Vulkan等主流图形接口,高带宽系统接口和高带宽显存接口,采用高性能GDDR6技术带宽高达512GB/s,支持PCIe4.0高速接口并向下兼容PCIe3.0/2.0。强大的H.264/265编解码能力,支持32路1080p/60fps或64路720p/60fps同时编解码。

支持4K、8K 3D渲染,多路虚拟化,成熟的虚拟化解决方案以满足云服务需求,支持SR-IOV虚拟化技术,完美适应云游戏、云手机、云办公、云桌面等场景。优化的流水线和片内调度,为云游戏领域提供低延迟的渲染和视频编码处理能力。单机支持云游戏、云手机、云办公、云桌面等96个以上1080P60 高清重度游戏用户。

智多晶:Seal5000 SA5Z-30

西安智多晶微电子有限公司,成立于2012年,总部位于西安,北京设立有EDA软件研究中心,创始团队拥有三十多年丰富的FPGA设计制造经验,曾就职于海外该领域领先企业,并担任多个专业方向技术带头人。公司核心技术骨干均来自于国内各知名院校和优秀的FPGA研发团队,其中博士4人、硕士20+人,发明专利多达40+项。公司专注于可编程逻辑电路器件技术的研发,为系统制造商提供高集成度、高性价比的可编程逻辑器件(FPGA)、可编程逻辑器件IP核、相关软件设计工具以及创新系统解决方案。

智多晶Seal5000系列SA5Z-30产品,是智多晶最新量产的一款FPGA产品。该产品采用CMOS 28nm工艺技术,拥有33K查找表逻辑单元,内置ARM M3硬核、DDR2/3控制器硬核。该系列产品拥有多种封装规格,能够3D合封DDR2、DDR3等。能够为工业、安防监控、消费、通信等应用领域提供高速运算、系统控制、接口扩展、协议转换等功能,是一款低功耗、高性能的中等逻辑资源规模可编程器件,具备强大的DSP协处理运算、灵活易用的I/O性能等特性。价格对比国外同类型芯片具有较大的价格优势。

中科亿海微:亿海芯 EQ6HL130型 可编程逻辑芯片

中科亿海微电子科技有限公司,是中国科学院“可编程芯片与系统”研究领域的科研与产业化团队,按照国家创新驱动发展战略,共同发起成立的以“可编程逻辑芯片与可重构系统”为技术特色、以“软件定义硬件”系统设计与集成为主营业务的高新技术企业,公司于2017年1月在苏州工业园区注册成立。

公司坚持全正向设计技术路线,研制具有高可靠性的嵌入式可编程电路IP 核、可编程逻辑芯片和EDA软件,实现可编程逻辑芯片软硬件的全面自主可控。面向大数据、云计算、人工智能发展需求,提供“端- 网- 云”软件定义硬件的数据加速解决方案和高性能集成电路设计服务,满足工业控制、通信、汽车电子、数据中心等业务领域的应用需要。

亿海芯EQ6HL130型可编程逻辑芯片采用高性价比的4输入查找表逻辑结构,最大系统门容量达到1360万门以上,具备高达5.4M bit以上的可编程存储资源,并提供192个以上的嵌入式信号处理单元,具有高速时钟管理功能,包含16路全局时钟,最高时钟频率可达500MHz以上,具有丰富的可配置I/O资源,支持主动串行、主动并行、被动串行、被动并行、JTAG、SPI多种配置方式。支持在-40℃~125℃环境条件下顺利启动和正常运行。在同工艺节点上与国外头部企业对标芯片相比,在配置模式、功耗都更有着突出优势。应用案例有光纤陀螺、金融加速卡、打印机控件系统、视频采集系统等等。

启珑微电子:CLM320F28335PGFA

启珑微电子(北京)有限公司是一家具有专业的工业级DSP数字信号处理器、USB接口芯片及国内领先的物联网嵌入式芯片产品和方案提供商。公司十多年以来,积累了深厚的集成电路芯片设计经验,并一直致力于为工业智能控制、医疗设备、轨道交通、智能交通以及智能家居等领域提供更优质的产品与服务。

目前已经具备16/32位DSP内核的独立设计能力,于2014年研发成功国内首款DSP数字信号处理器后,又相继研制并量产了数十款32位定点运算 、32位浮点运算及16位定点运算数字信号处理器产品。从此,打破了国外企业对数字信号处理器(DSP)在工业智能领域的垄断局面,为我国工业控制领域DSP芯片的自主化做出了应有的贡献。

CLM320F28335PGFA拥有高性能的静态CMOS技术,指令周期为6.67ns,主频达150MHz,高性能的32位CPU,单精度浮点运算单元(FPU),采用哈佛流水线结构,能够快速执行中断响应,并具有统一的内存管理模式,可用C/C++语言实现复杂的数学算法。-6通道的DMA控制器,控制时钟系统具有片上振荡器,看门狗模块,支持动态PLL调节,内部可编程锁相环,通过软件设置相应寄存器的值改变CPU的输入时钟频率;88个可编程的复用GPIO引脚,9V内核,3.3V I/O供电,有16通道、12位的模数转换器ADC。

应用场合包括工业运输,楼宇自动化,工厂自动化,电机驱动器,高级驾驶辅助系统等。

小结

总的来说,虽然我国在处理器方面的发展速度特别快,但并不意味着所有处理器都能被应用到多个智能设备中。量产和商业化的发展本身就不是一个简单的过程,这需要无数的技术人员和企业投入更多的时间和金钱。就目前的情况来看,国内处理器厂家仍然具备着发展的可能,适应市场只是时间问题。

文章来源: 3C数码解密举报,芯师爷

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来自:硬件君
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