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国产高端芯片实力若何?六位资深业内人士这样看|GAIR 2021_芯片_家当

南宫静远 2025-01-22 14:55:49 0

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2020年8月,国务院印发的《新期间促进集成电路家当和软件家当高质量发展的多少政策》提出,中国芯片自给率要在2025年达到70%。

无疑,这是集成电路家当的重大境遇,但也对行业提出了新的寻衅。

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尤其是在这样的政策大背景下,如何推进国产芯片家当链条不断在技能前沿和家当运用落地层面走向高端打破,成为当前全体行业不得不关注的核心议题——这个中,就包括了 EDA 软件开拓、国产 CPU、类脑打算、专用领域芯片以及成本助力等多领域、多层次和多维度的问题。

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(图片来自网络侵删)

针对这些问题,雷峰网 GAIR 大会的「集成电路高峰论坛」约请了来自学术、家当和投资界的多位高朋,从不同角度对集成电路国产化、高端化过程中的主要议题进行了分享和磋商。

中国科学院软件研究所研究员蔡少伟:SAT 求解器 EDA 根本引擎

EDA是中国芯片家当发展的卡脖子技能,求解器又是EDA的根本引擎,办理了根本技能寻衅才能支撑全体家当的快速发展——基于此,中国科学院软件研究所研究员蔡少伟紧张从自己的研究角度谈到了 EDA 的发展。

蔡少伟的演讲紧张涵盖三个方面,一是 EDA 和 SAT 求解器的关系;二是举例解释 SAT 求解器在 EDA 当中的运用;三是分享其团队在 SAT 求解器方面的进展。

蔡少伟表示,EDA 集成电路设计自动化软件,整条链很长,而不是单个的软件。
在 EDA 软件中,其底层须要一些打算引擎,而紧张的打算引擎便是 SAT 求解器。

在 EDA 各个环节中,包括逻辑综合、物理实现,以及中间的验证、仿真测试都会用到 SAT 求解器。

SAT 的全称是布尔可知足性问题。
给定一个布尔公式或称为命题逻辑公式(即用与或非等布尔逻辑运算连接布尔变量的公式),剖断是否存在一组赋值使得公式取值为真。

一样平常情形下,SAT 求解方法可以分为两类:完备算法和不完备算法。
完备算法是指算法结束时确保精确剖断;不完备算法是指争取短韶光内找到解。

以前的稠浊算法未能在工业实例上取得改进,后来蔡少伟团队采取系统搜索求解+局部搜索采样,基于信息交互的深度互助,设计的稠浊算法在工业实例上显出了显著的改进,首次回答了 1997 年 Bart Selman 提出的 SAT 十大寻衅的第七个寻衅---关于结合两种方法设计更高效算法的寻衅。
其求解器得到国际SAT比赛冠军,干系论文得到该领域威信会议最佳论文奖。

蔡少伟团队的SAT求解器已经用于集成电路验证的实际场景,在1小时内可求解出一些近 2 亿子句规模的算例。

芯华章科技 COO 傅强:后摩尔时期下,EDA 2.0 赋能数字化未来

数字化时期下,科学研究范式正在发生革命,人工智能、云原生技能等前沿科学正在颠覆芯片家当过去的履历和模式。

回顾EDA的历史我们可以创造,在过去30年里,芯片的集成规模提高了数万倍、设计难度和本钱也急剧增加,但是EDA作为集成电路设计工具,在方法论改造与颠覆式技能创新却一贯没有打破,无法支撑快速增加并急剧分解的运用需求。
EDA工具和方法学须要全面进阶,才能降落技能门槛,进一步提升芯片技能发展的速率和创新的效率。

傅强表示,在后摩尔时期中,芯片设计环节必须得到革命性的变革和发展,而未来的数字化系统是由“系统+算法+软件+芯片”深度领悟集成的。
系统运用的创新对芯片产生了更多的定制化需求,现在EDA的发展速率越来越跟不上芯片设计规模和需求的快速增长,我们必须研究和发展下一代的EDA 2.0技能并构建面向未来的全新生态。

面向未来的EDA 2.0有三大关键技能路径:

Ÿ开放和标准化

Ÿ自动化和智能化

Ÿ平台化和做事化

EDA 2.0的目标是要让系统工程师和软件工程师都能参与到芯片设计中来,办理设计难、人才少、设计周期长、设计本钱高企的问题,用智能化的工具和做事化的平台来缩短从芯片需求到运用创新的周期。

傅强表示,EDA 2.0不再是工具的组合,而是一个做事化、可定制的完全平台,可以直接手事不同的运用需求,支持其快速设计和支配芯片产品,实现更高效更大略的运用创新周期,让芯片设计更大略、更普惠。

龙芯中科总裁助理彭飞:龙芯指令系统的自主与兼容

CPU 是一个繁芜系统,在我们国家追求自主性的过程中,牵扯到三个维度的自主性,包括基于自主 IP 核的芯片设计、基于自主指令系统的软件生态,以及基于自主材料设备的生产工艺。

一个芯片里集成大量的 IP 核,IP 核是否自主设计是最根本的维度。
指令集系统承载着软件生态,软件生态掌握着家当体系,而家当体系是最大的卡脖子环节,基于国外指令集不可能发展自主的信息家当体系。
由此,自主性显得十分主要。

彭飞指出,中国一定要下定决心构建独立于 Wintel 体系和 AA 体系之外的自主的信息技能体系和家当生态体系。
前两大生态体系——X86 的生态体系和 ARM 的生态体系是美国主导的信息化生态体系,未来要有基于我们国家的指令系统、国产的操作系统形成的,和这两个生态体系平行的一套生态体系。

“这是家当的根本,在别人的根本上盖屋子总是不牢固的”,彭飞在演讲中说道。

除了自主性,指令集的兼容性也很主要。
龙芯中科基于二十年的CPU研制和生态培植积累推出的LoongArch指令系统,充分考虑兼容生态的需求,领悟 X86、 ARM 等国际主流指令系统的紧张功能特性,并依托龙芯研发团队在二进制翻译方面十余年的技能积累创新,可实现跨指令平台运用兼容,从而达到领悟生态的目的。

灵汐科技副总经理华宝洪:后摩尔时期的类脑打算

去年,《十四五方案和2035 年远景目标纲要》提出了在类脑智能等重大前沿科技和家当变革领域,组织履行未来家当孵化与加速操持。

目前在打算机芯片领域存在三个架构——CPU 架构、GPU 架构、神经拟态(类脑)架构,前两者均是冯诺伊曼架构,仅有末了一个是非冯诺伊曼架构。

理论上讲,打算领域未来十年的创新是架构的创新,这是非常精确的方向。
在华宝洪看来,创新的神经拟态(类脑)架构供应了超越GPU架构一个好机会,尤其是在打算能效比等领域具有独特的上风。

类脑打算具有抗噪音、时空干系性、稀疏和近似打算等特点,能够颠覆依赖空间繁芜度的传统打算。
事实上,类脑打算和深度学习仅仅在感知层面是重合的,类脑打算的领域远超深度学习的领域,类脑打算更多的面向脑科学和认知领域。

华宝洪认为,类脑打算给现有打算带来的启示是:一是非冯构造打算体系的启示,二是低功耗信息存储和脉冲传输的启示,三是在大规模并行打算/片长进修上的启示。

在演讲中,华宝洪还分享了灵汐科技在类脑打算领域最新成果KA200芯片及产品,在一系列的回望与分享中,华宝洪总结表示,“碳基能实现的智能,硅基也可以实现”。

大禹智芯 CTO 王昕溥:从 DPU 看 DSA 发展

作为海内首家专注于供应 DPU 产品和做事的公司,大禹智芯有着深厚的云打算和软件背景,由此,王昕溥从软件的角度谈到了对芯片的思考。

他谈到了在某互联网大厂早期与头部芯片厂商的一次成功互助,双方互助中在软硬件层面的努力,实际上正是一款专用领域芯片从需求到定义再到上线的完全过程。

王昕溥表示,能为打算机的发展起到带动浸染的,肯定是革命性的硬件,而硬件发展过程中也对软件带来很大的寻衅;如何把硬件性能发挥到极致,便是软件职员要做的事情。

结合大禹智芯的DPU研发履历及产品实现商业化交付的经历,王昕溥分享了他对做好国产专用领域芯片的三个关键依托:第一是要从实际需求出发;第二是要重视软件、发展生态;第三是要让专用领域芯片的适用面更大一些,变得更加通用。

王昕溥还分享了大禹智芯在 DPU 领域的一些思考和目标。
他认为,DPU 是首创时期、创新型的硬件,未来会扮演更主要的角色;DPU将与 CPU 和 GPU 齐驱,成为云打算第三引擎;其余,DPU 不仅仅是集中在云打算和数据中央利用,也能够在未来 5G 和边缘打算场景中找到机会。

他在末了谈到,专用领域芯片在这个时期里有非常好的机会。
在各种定律、各种周期结合下,能够形成新的浪潮,让软件、运用领域从业者加入个中,一起为国产芯片做出自己的贡献。

云岫成本合资人赵占祥:国产高端芯片投资的剖析和展望

不同于前五位演讲高朋从技能、家当角度出发进行解读,云岫成本赵占祥的分享紧张从成本角度切入。

从今年半导体股权投资的整体统计结果来看,目前国产高端芯片投资火力紧张在于三大方向——数据中央芯片、汽车芯片与芯片制造。

据云岫成本统计,今年的前 11 个月的投资案例比去年增加了 34.6%,投资金额靠近1300 亿元,估量今年整年可以达到 1400 亿元。

从半导体在科创板的表现来看,截至11月29日,科创板共有公司 362 家,个中芯片公司 56 家。
从市值来看,芯片公司占了科创板市值十强的一半,占了总市值 26%。

不过,在今年上半年,芯片公司市值略微有所低落,不才半年才开始突飞年夜进。
个中,芯片设备公司涨了近一倍,这紧张由于芯片缺芯促进生产,工厂有订单购入设备,由此带动了设备公司的市值。

目前来看,我国半导体投资市场存在明显的龙头效应,7% 的公司拿了 60% 的资金,这些公司未来或将是中国半导体高端芯片的代表。

赵占祥表示,未来中国半导体的格局是金字塔格局,少数的龙头企业和一大批的专精特新企业。
龙头企业终极的数量不到100家,专精特新企业有上千家。

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