[ “十四五”期間，伴隨“東數(shù)西算”工程推進(jìn)，大數(shù)據(jù)中心投資將以每年超過20%的速度增長(zhǎng)。 ]
目前，國(guó)內(nèi)外云計(jì)算市場(chǎng)保持較高熱度，對(duì)建設(shè)數(shù)據(jù)中心的需求維持高位。受此影響，與數(shù)據(jù)中心相關(guān)的高性能計(jì)算也成為全球芯片研發(fā)企業(yè)角逐的焦點(diǎn)。
根據(jù)市場(chǎng)研究公司Dell Oro預(yù)測(cè)，亞馬遜、Meta、谷歌、微軟在今年上半年、下半年數(shù)據(jù)中心資本支出分別有望增長(zhǎng) 18%、36%。在我國(guó)，據(jù)國(guó)家發(fā)改委預(yù)計(jì)，“十四五”期間，伴隨“東數(shù)西算”工程推進(jìn)，大數(shù)據(jù)中心投資還將以每年超過20%的速度增長(zhǎng)，累計(jì)帶動(dòng)各方面投資將超過3萬(wàn)億元。國(guó)家發(fā)改委相關(guān)負(fù)責(zé)人還表示，“東數(shù)西算”工程需要加大服務(wù)器芯片、操作系統(tǒng)等軟硬件產(chǎn)品規(guī)�；瘧�(yīng)用。
“和其他應(yīng)用領(lǐng)域相比，數(shù)據(jù)中心因?yàn)樾枰刑幚砗Ａ康臄?shù)據(jù)，對(duì)核心芯片的計(jì)算能力、傳輸帶寬、處理延遲以及功耗都有比較高的需求�！敝锌岂S數(shù)高級(jí)工程總監(jiān)袁曉飛在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)稱。
與此同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)高性能計(jì)算、AI計(jì)算及邊緣計(jì)算需求的提升，超算、智算及邊緣數(shù)據(jù)中心將得到進(jìn)一步發(fā)展。因此，作為底層硬件，滿足該類數(shù)據(jù)中心算力、算效要求的國(guó)產(chǎn)高性能芯片也受到市場(chǎng)廣泛關(guān)注。
但不同于資本市場(chǎng)的高熱度，多名受訪行業(yè)人士對(duì)于數(shù)據(jù)中心所需算力芯片的國(guó)產(chǎn)替代水平仍持謹(jǐn)慎態(tài)度，認(rèn)為國(guó)外芯片巨頭公司壟斷高端芯片市場(chǎng)的局面仍待進(jìn)一步打破。
“現(xiàn)階段，中國(guó)在算力供給方面，仍存在關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化水平不足、應(yīng)用支撐多樣化能力欠缺等問題，亟待加快推動(dòng)數(shù)據(jù)中心相關(guān)芯片的核心技術(shù)攻關(guān)，以逐漸形成產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈上下游全域的自主可控。”中國(guó)信息通信研究院（下稱“信通院”）云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副總工程師郭亮稱。
“東數(shù)西算”下的“芯”機(jī)遇
與其他算力芯片應(yīng)用領(lǐng)域相比，集中海量數(shù)據(jù)(603138)的數(shù)據(jù)中心，對(duì)其核心芯片的算力、算效都有更高要求和技術(shù)門檻。
“隨著‘東數(shù)西算’工程推進(jìn)，算力供給需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)布局均衡、算力供給充足、技術(shù)創(chuàng)新活躍、綠色低碳發(fā)展的高標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，這會(huì)讓互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等數(shù)據(jù)中心下游企業(yè)激發(fā)提升核心硬件設(shè)備整體性能的需求，也會(huì)倒逼上游芯片企業(yè)的研發(fā)升級(jí)�！惫粮嬖V第一財(cái)經(jīng)。
據(jù)信通院的研究和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，隨著數(shù)字技術(shù)向經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域全面持續(xù)滲透，全社會(huì)對(duì)通用算力的需求預(yù)計(jì)每年仍以20%以上的速度快速增長(zhǎng)，智算算力需求更加強(qiáng)勁；“東數(shù)西算”工程通過對(duì)全國(guó)算力基礎(chǔ)設(shè)施的提質(zhì)增效和布局優(yōu)化，會(huì)加速算力需求釋放，算力需求的實(shí)際增長(zhǎng)速度將遠(yuǎn)超20%。
那么，在“東數(shù)西算”的新風(fēng)口，何種類型的芯片會(huì)率先受益？
賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)咨詢顧問池憲念對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示，隨著數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等高性能計(jì)算應(yīng)用的發(fā)展，單一類型和架構(gòu)的算力芯片已無(wú)法勝任。在未來，“CPU（用于通用技算）+加速芯片”的異構(gòu)計(jì)算芯片或?qū)⑹歉咝阅苡?jì)算領(lǐng)域的市場(chǎng)主導(dǎo)。其中，加速芯片包括AI芯片、GPU（圖形處理器）、DPU（專用數(shù)據(jù)處理器）、FPGA等。
所謂異構(gòu)計(jì)算芯片，袁曉飛解釋稱，即通過對(duì)硬件電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行特定、有針對(duì)性的優(yōu)化，在相同的芯片面積和能耗條件下，提升數(shù)倍甚至數(shù)十倍的數(shù)據(jù)處理能力。
工信部在去年11月公布的《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中也提到，加快算力設(shè)施智能化升級(jí)，推進(jìn)多元異構(gòu)的智能云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)，增強(qiáng)算力設(shè)施高速處理海量異構(gòu)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)深度加工能力。
但即便有加速芯片分擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)中，作為專注于處理通用計(jì)算類任務(wù)的CPU，還需要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全等任務(wù)，有效算力在總體算力中的占比逐漸下降，這讓CPU依舊“不堪重負(fù)”。
在此背景下，近兩年來，國(guó)內(nèi)外多家芯片巨頭企業(yè)陸續(xù)布局DPU產(chǎn)業(yè)。DPU是以數(shù)據(jù)為中心構(gòu)造的異構(gòu)處理器，通過將那些“CPU處理效率低下，GPU處理不了”的負(fù)載卸載到DPU上，以進(jìn)一步為算力基礎(chǔ)設(shè)施——數(shù)據(jù)中心“降本增效”。
大禹智芯CTO王昕溥告訴第一財(cái)經(jīng)，“東數(shù)西算”背景下，數(shù)據(jù)需要實(shí)現(xiàn)高速扭轉(zhuǎn)，而DPU可以提高數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的能效比，會(huì)在政策加持下迎來發(fā)展機(jī)遇期。在未來，CPU、GPU、DPU各司其職、物盡其用將成為數(shù)據(jù)中心算力芯片發(fā)展的趨勢(shì)。
國(guó)產(chǎn)替代短期內(nèi)仍難實(shí)現(xiàn)
面對(duì)“東數(shù)西算”工程給國(guó)產(chǎn)芯片市場(chǎng)帶來的潛在增長(zhǎng)空間，資本市場(chǎng)已掀起陣陣熱潮。但多名受訪專家和企業(yè)界人士對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示，數(shù)據(jù)中心相關(guān)芯片的關(guān)鍵核心技術(shù)尚存在“卡脖子”難題，國(guó)產(chǎn)替代短期內(nèi)仍難實(shí)現(xiàn)。
郭亮稱，與美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)算力芯片自主研發(fā)能力存在一定差距。芯片作為算力的重要依托，憑借技術(shù)壁壘高、開發(fā)難度大等特點(diǎn)，被歐、美、韓、日等巨頭企業(yè)壟斷，中高端芯片和云端芯片市場(chǎng)尤甚。“盡管我國(guó)芯片企業(yè)技術(shù)水平快速提升，華為、阿里、寒武紀(jì)等企業(yè)取得明顯進(jìn)展，但整體水平仍存在較大提升空間。”
他向第一財(cái)經(jīng)提供了一組數(shù)據(jù)：在數(shù)據(jù)中心所需算力芯片中，AI應(yīng)用所需芯片方面，95%以上來自英偉達(dá)、AMD等國(guó)際芯片巨頭企業(yè)；GPU芯片方面，騰訊云、阿里云、平安云、百度云等國(guó)內(nèi)計(jì)算平臺(tái)主要依托英偉達(dá)的GPU提供技術(shù)支撐；FPGA芯片被賽靈思、英特爾、萊迪思、美高森美四大巨頭企業(yè)壟斷，國(guó)產(chǎn)FPGA市場(chǎng)份額僅占1%左右，差距明顯；國(guó)產(chǎn)專用芯片（ASIC）主要包括NPU、BPU等，高端芯片仍被歐美韓日企業(yè)壟斷。
除了技術(shù)壁壘，即便研發(fā)成果，國(guó)產(chǎn)芯片的商業(yè)化還受芯片適配能力的限制。
“由于生態(tài)的不完善，算法在國(guó)內(nèi)很多加速芯片上使用時(shí)，需要針對(duì)加速芯片做專有化的算法適配�！惫帘硎尽�
他舉例稱，芯片和算法的關(guān)系可以類比為手機(jī)和充電接口，TypeC、Micro USB、Lightning等不同的充電接口無(wú)法應(yīng)用在同一款手機(jī)上。當(dāng)前，在國(guó)產(chǎn)芯片市場(chǎng)上，華為、寒武紀(jì)等廠商已陸續(xù)推出了十余種自主化加速芯片，這意味著一個(gè)算法要在多個(gè)加速芯片上進(jìn)行適配或者多個(gè)算法在一個(gè)加速芯片上進(jìn)行適配。在移植適配過程中，或存在算法移植后精度下降、部分算子不支持、算法移植適配后性能不理想等諸多問題。
王昕溥也認(rèn)為，芯片的成功研發(fā)和規(guī)�；逃秒x不開與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)合作，軟硬件的協(xié)同發(fā)展。“一個(gè)成功的國(guó)產(chǎn)芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在擁有過硬的芯片及硬件研發(fā)能力的同時(shí)，需要與客戶（數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算廠商等）進(jìn)行及時(shí)交流，以客戶可用性為宗旨，并注重驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)、接口等周邊配套軟件研發(fā)，為用戶提供真正靈活高效實(shí)用的國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)中心芯片產(chǎn)品�！�
《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》在“統(tǒng)籌布局綠色智能的數(shù)據(jù)與算力設(shè)施”一節(jié)中也強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)軟件與芯片適配。
芯片制造也被“卡脖子”？
由于采用代工生產(chǎn)模式，對(duì)于國(guó)內(nèi)芯片研發(fā)企業(yè)而言，即便已經(jīng)設(shè)計(jì)出符合數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等客戶需求的芯片，產(chǎn)能問題仍將是決定其能否準(zhǔn)確把握“東數(shù)西算”商機(jī)的關(guān)鍵一環(huán)。
“代工生產(chǎn)是重資產(chǎn)投入。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看，正常情況下，國(guó)內(nèi)代工企業(yè)可以滿足芯片量產(chǎn)或者產(chǎn)能需求。”袁曉飛稱。
但他同時(shí)表示，由于具備28納米（nm）以下的先進(jìn)工藝制程批量流片生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的國(guó)內(nèi)從業(yè)人員仍較為缺乏，制造出符合數(shù)據(jù)中心高性能需求的算力芯片確有“卡脖子”難題。
供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性也制約著數(shù)據(jù)中心芯片制造。從原材料供給的角度來看，烏克蘭是全球半導(dǎo)體原料氣體供應(yīng)大國(guó)，其中氖氣占據(jù)全球近七成產(chǎn)量。由于俄烏沖突引發(fā)的斷“氖”風(fēng)波，是否會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)造成影響？
袁曉飛認(rèn)為，短期內(nèi)，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)會(huì)受到一定影響，下游企業(yè)的硬件成本會(huì)有所增高。但各大代工廠商正在積極擴(kuò)建產(chǎn)能，相應(yīng)關(guān)鍵基礎(chǔ)原材料會(huì)逐漸找到新的供應(yīng)替代，供需矛盾會(huì)逐步緩解�！安还芄┬枞绾尉o張，都不會(huì)減緩前端芯片研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化步伐，這是行業(yè)趨勢(shì)和市場(chǎng)需求所推動(dòng)的�！�
“事實(shí)上，國(guó)內(nèi)芯片原材料供應(yīng)已得到較為充分的保障，總體來看，地緣沖突對(duì)于國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心所需芯片的制造影響有限。”郭亮分析稱，，從氖氣產(chǎn)能來看，中國(guó)電子特氣的自主化產(chǎn)能已取得了突破性進(jìn)展，氖氣等多種電子特氣的產(chǎn)能充足。數(shù)據(jù)顯示，從2014年到2021年氖氣供應(yīng)量增長(zhǎng)幅度超過600%，在滿足國(guó)內(nèi)企業(yè)供給要求的同時(shí)，還可以進(jìn)行出口；與此同時(shí)，電子特氣成為國(guó)家產(chǎn)業(yè)投資的重點(diǎn)目標(biāo)，使得國(guó)產(chǎn)特種氣體已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化能力。
最新評(píng)論