万物互联互通的5G时代,国产芯片领域会有怎样的新突破呢?

万物互联互通的5G时代,国产芯片领域会有怎样的新突破呢?,第1张

5G时代的到来,成为物联网的催化剂,这势必会影响物联网本身和他相关的产业,而其他行业中最核心的就是芯片产业。

物联网的高速发展

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是"信息化"时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。


新兴产业如物联网、人工智能、大数据、云计算、智能驾驶、区块链、医疗信息化、政务信息化等等都离不开半导体芯片的支持。因此,伴随着物联网的快速发展,半导体产业被进一步推动。

根据产业链发展的逻辑,在一个大的产业周期起来的过程中,受益的先后顺序应该是从上游到中游再到下游逐渐扩散。而半导体在5G通信网络中充当上游原材料的角色,半导体产业持续高热。

基于此,物联网的多重场景和多重情况就大大的刺激芯片行业的发展,按需定制的芯片服务也成为趋势。

按需定制的芯片服务成为趋势

随着先进的工艺节点趋于极限,设计变得复杂,导致商业化的时间延长,成本效益不再得到保证。但是如果采用定制化芯片的方式,在性能提升和功耗降低的情况下,就可能不会提升任何成本。对于成本更加敏感的物联网市场似乎更需要定制化芯片。

IP需要长期的技术积累,也需搭建完备的生态,需要持续的研发投入,同时也考验企业的商业策略和能力。大多数为人们所熟悉的IP公司都来自于国外,然而在如今国产替代紧迫的形势下,发掘本土优秀企业显得格外重要。


据了解,芯动 科技 (Innosilicon)就是一家中国芯片IP和芯片定制的一站式领军企业,他们拥有14年全球最先进工艺产品交付记录的专家团队,从55纳米到8纳米先进工艺,具有创纪录(> 200次流片)和年10万片FinFet晶圆授权量产的骄人业绩。芯动 科技 以高智能、高性能、高安全、低成本为客户定制芯片,以灵活共赢的商业模式服务于全球客户,长期赋能,加速产品应用落地,为国产芯片定制量产保驾护航。

未来我们将看到更多的芯片在物联网和人工智能等应用上的使用,甚至在某些特定领域,定制化的芯片将会发挥主导作用。

突出重围,助力中国芯

国产半导体正积极打破万亿元的高额逆差,打破国外垄断,战略安全可靠,国产IP及自主芯片生态链迎来新的使命。链、网、云智能应用驱动着AIoT、5G、 汽车 电子、大数据等交互加速落地,特别是5G+AI时代需要高性能计算和存储芯片技术,FinFet高端工艺芯片的需求量也与日俱增,因此国产一站式IP和芯片定制化设计企业也迎来了前所未有的机遇。


以芯动 科技 为例,在IP定制化设计领域提供全球主流代工厂(台积电/三星/格芯/中芯国际/联华电子/英特尔/上海华力/武汉新芯等),从180nm到5nm工艺全套高速混合电路IP核和ASIC定制解决方案,尤其22nm以下FinFET工艺全覆盖。公司14年来本土发展,所有IP和产品自主可控,支持了华为海思、中兴通讯、瑞芯微、君正、AMD、Microsoft、Amazon、Microchip、Cypress、Micron、Synaptics、Google、OnSemi等国内外知名企业数十亿颗芯片量产,连续10年中国市场份额遥遥领先。

芯动团队持续聚焦先进工艺芯片IP和定制技术,以赶超世界先进水平为己任,硕果累累。2018年率先攻克顶级难度的GDDR6高带宽显存技术瓶颈,成功量产高性能计算GPU;2019年推 出4K/8K显示的HDMI21 IP和高速32Gbps SerDes Memory;2020年率先推出国产自主标准的INNOLINK Chiplet和HBM2E技术,并即将首发全定制云计算智能渲染GPU芯片。在高性能计算/高带宽储存/加密计算/AI云计算/低功耗IoT等领域展现出强悍的创新力,一站式赋能国产自主可控高端芯片生态。

在国产化替代的浪潮下,在万物互联互通的5G时代,芯动作为一个有担当的国产芯片赋能企业,将会一如既往地秉承 科技 创芯、生态共赢的理念,以开放的心态助力芯片国产化事业不断发展。

A 电子信息工程专业毕业后适合做哪些职业呢

电子信息工程专业毕业后适合从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、回制造、应用和开发。答

电子信息工程技术专业学生主要面向国有企业、民营及私营企业,IT企业,信息与计算科学专业的毕业生进入IT企业是一个重要的就业方向,它们可以在这些企业非常高效的从事计算机软件开发、信息安全与网络安全等工作。

信息产业对人才的需求首先是基本的"技能",包括计算机编程的基本能力,要求具有良好的数据库和计算机网络的知识和使用技能,熟悉基本的软件开发平台。由于信息产业进入"应用"为主流的时代,高水平的从业人员不仅要掌握基本的"技能",关键还要具备将实际问题提炼为计算问题以及求解该问题的能力,这正是信息与计算科学专业学生的优势所在。

B 电子信息工程专业最好从事什么职业

从基础课程:英语
高数
大学物理
电路
专业基础:模电
数电
专业课:看个人的爱好了,前面的基础打好,后面你就平庸不了了

C 信息工程专业里,哪个专业方向更有优势

写在前面,不单是信息工程专业,对于每一个专业,我都认为它们的存在必然有它们所对应的价值, 冷门热门优势弱势 之说其实只是相对而言的 ,只能说哪一个专业更符合所在服务区域,学生个人兴趣等等,我始终相信其中的决定性因素是人而更少的是环境。但是呢,下面还是介绍介绍,帮助同学们找到 更适合自己的选择

我觉得现阶段的信息工程类专业大概可以分为两类: 传统型专业 以及 新型交叉型专业 。传统型专业大概就是有:电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程和信息工程;新型交叉型专业就是“五花八门”了,比如目前我就读的生物医学工程专业,比如网络信息管理专业、物联网专业等等以信工学科为基础的交叉型学科

在对信息工程的各个专业进行分类之前,我先介绍一下我目前在读的 生物医学工程 专业,它开设在信息工程学院之下。可能许多小伙伴会疑惑,“生物医学工程”,除了“工程”两个字,似乎和信息工程根本没有联系啊!其实这就是思维定势带来的结果吧,首先生物医学,这一学科同样需要学习传统工学所学习的各个学科,而 不会因为它是“生物医学”而掩盖“信息工程”的本质,这侧面也体现出信息工程在社会各行各业中的广泛应用了 ,许多 新型交叉学科都可以以信息工程为基础,在学科应用上进行交叉运用与拓展,因此信息工程专业,我认为,各个方向在各个行业都有它的价值所在,即优势所在!

3其他类

这一部分就是之前所介绍的,以 信息工程系专业知识为基础 ,在学术各领域中进行 交叉应用及拓展 的学科专业,比如计算机类应用、生物医学工程、网络信息管理等等专业。计算机科学与技术在这里也是一个口径较宽的专业类了,它能够满足各行各业的人才需求,也是一个比较良好的就业方向。 最后再谈谈我所在的生物医学工程的就业前景吧,它的核心是御用工程技术手段研究人体系统的状态变化,就业去向可以有医院、科学研究所,甚至机械类相关岗位。

D 电子信息工程专业就业前景如何

电子信息工程专业就业前景
就业方向是与电子有关的都可以,还有通信的,也可以去做软件,这要看你的兴趣了。学电信的,也有的是做计算机测试,所以说我们的就业面是很广的。
前景广阔的电子信息工程
电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,像电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传递数据,甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西,并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和开发。
电子信息工程专业主要是学习基本电路知识,并掌握用计算机等处理信息的方法。首先要有扎实的数学知识,对物理学的要求也很高,并且主要是电学方面;要学习许多电路知识、电子技术、信号与系统、计算机控制原理、通信原理等基本课程。学习电子信息工程自己还要动手设计、连接一些电路并结合计算机进行实验,对动手 *** 作和使用工具的要求也是比较高的。譬如自己连接传感器的电路,用计算机设置小的通信系统,还会参观一些大公司的电子和信息处理设备,理解手机信号、有线电视是如何传输的等,并能有机会在老师指导下参与大的工程设计。学习电子信息工程,要喜欢钻研思考,善于开动脑筋发现问题。
随着社会信息化的深入,各行业大都需要电子信息工程专业人才,而且薪金很高。学生毕业后可以从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等。比如,做电子工程师,设计开发一些电子、通信器件;做软件工程师,设计开发与硬件相关的各种软件;做项目主管,策划一些大的系统,这对经验、知识要求很高;还可以继续进修成为教师,从事科研工作等。
该专业软件硬件都学习,偏于硬件多些。

本科就业去向,结合实际情况谈谈:
第一做研发,可以做硬件方面,例如电源设计以及电路设计布线等等;可以偏软件方面,例如可编程逻辑以及单片机和嵌入式等汇编方面的,很多大学生出校门首选是做技术,生怕所学浪费,也感觉做技术有前途,但是做技术是不是要做一辈子谁也说不好
第二做技术支持,这项工作除了涉及一定技术以外主要还需要学会怎么与人打交道,要看你性格适不适合,当然即使这方面不是很强也可以渐渐练习
第三做品质管理以及质量检测等等,这项工作相比前两者可能不会那么辛苦,生活比较稳定
其他还有就是进一些电子厂做一些生产管理什么的,还有销售,因为电子专业具有工科相关专业背景,比学管理和销售的有一定的优势
该专业毕业的学生工作地点一般在珠三角长三角(例如深圳广州上海苏州等地,北京以及大连也有部分),就业单位一般以台资韩资日资的电子企业居多,像移动华为等等出名和不出名的通信相关企业也属于就业范围,也有些外资(欧美)企业招聘此专业,至于工资待遇在所有专业中属于中等偏上,要看你什么学校档次以及你工作的地点和从事的工作甚至个人能力,范围大概在2K到6K不等
1电子信息工程专业学得东西很多,比如说:音响技术,微波天线技术,电视技术,DSP技术,嵌入式技术等等。
你如果学单片机可以找单片机开发编程应用方面的工作。小企业,小产品多多,其中也自有一番乐趣。
你对DSP有一定基础的话,你可以在人工智能、模式识别、图像处理或者数据采集、神经网络等领域谋求一个职位。将来一准是公司的栋梁之材啊!
你若熟悉ARM,可以成为便携式通信产品、手持运算、多媒体和嵌入式解决方案等领域里的一名产品研发工程师
你熟悉EDA,能熟练应用HDL语言,熟悉各种算法,如FIR、FFT、CPU等等,同时掌握最新器件的应用,把研制的自主知识产权的模块用于ASIC。
2就业城市
电子业现在全国都兴起。最发达就数珠三角一带,如深圳,东莞,广州,惠州等。
还有上海,苏州,昆山一带也很发达。

E 电子信息工程专业以后可以做什么工作

电子信息工程专业以后可以做的工作:

1、电子系统:毕业生可以从事雷达、导航、通信、制导等各种电子信息系统 的研究、设计、制造和管理工作,或报考本专业相关学科的硕士研究生。

2、信息处理:面向电子信息处理研究和开发领域重点培养学生的信息处理理论研究及其信息处理的软、 硬件设计能力,掌握电子信息系统的信息获取与处理等方面的基础理论和专业知识。

3、空天电子技术:本专业方向是为适应空间科学与应用迅速发展而设立的宽口径专业方向,面向航天电 子信息领域重点培养学生的微波遥感及其信息处理的软、硬件设计能力,掌握空间电子 信息传输与处理、深空探测等方面的基础理论和专业知识。

4、电磁场与微波:毕业生可从事天线、电磁场与微波技术及其应 用系统的研究、设计、制造和管理工作,或报考本专业相关学科的硕士研究生。

(5)电子信息工程专业优势扩展阅读:

电子信息工程专业知识技能:

1、较系统地掌握该专业领域宽广的技术基础理论知识,适应电子和信息工程方面广泛的工作范围;

2、掌握电子电路的基本理论和实验技术,具备分析和设计电子设备的基本能力;

3、掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力;

4、了解信息产业的基本方针、政策和法规,了解企业管理的基本知识;

5、了解电子设备和信息系统的理论前沿,具有研究、开发新系统、新技术的初步能力;

6、掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。

F 学习电子信息工程的优势

又可以搞通信又可以搞电子,是IT类了,就业还不错。
这专业对数学和物理要求很高,通常高中物理好数学也很好的,而且动手能力也很重要,学物理的绝对比其他人做实验要好,动手能力强
数学有高等数学,线性代数,复变函数,概率与统计,离散数学,积分变换
物理方面一大堆,主要是电类的,大学物理,电路,数字电路,模拟电路,信号分析,高频电路,
有高中物理基础这些是水到渠成的事了,应该注意学好数学了,物理的理论基础很多是数学的内容,数学学不好,上物理课都是听梦话了,
还有些计算机方面的,像编程基础,数据结构,算法,单片机, *** 作系统,微机与接口技术,这些,很多都是运用到数学的知识,特别是离散数学的还有物理电学方面知识的
特别要注重动手能力,要经常制作电路,这专业特注重动手能力,其实物理牛人不过是理论上的,很多时候有些人找工作时你说你四年都是考满分的,可是面试时一件象样的作平也拿不出来等于什么也没学过,而且像模拟电路,高频电路那些虽然是电类的问题,比较难学,通过制作会很容易掌握那些知识的,
如果觉得自己是牛人,不妨考虑考研,高等数学,线性代数,概率与统计这些要学得很好,然后最重要的是专业课和英语,专业课主要是大一大二学的电路,数字电路,模拟电路,信号分析,高频电路,编程基础,数据结构,算法,单片机, *** 作系统这些知识,都是些物理还有数学方面的知识了,物理好在这方面很有优势
努力学吧,这专业很有前途的,做人要谦虚,多向别人学习

G 通信工程和电子信息工程专业哪个好

通信工程专业和电子信息工程专业
在国外统称电子通信
学的东西几乎一样
只有在大三最后一学期有少量的课程不一样
所以对本科生而言
没必要太在意
国外就是同一个专业
只是国人自己分的太细了
什么电路板啊
单片机啊
嵌入式开发啊
通信原理啊
信号与系统
都是要学的
研究生而言
通信可分硬件和软件两个方向
当然电子信息主要是硬件方面的弄得比较多
大学不分名次的
举例北邮好了
专业太少
所以综合实力排名当然低了
但是他整个学校搞通信
整个学校信息方面的都有紧密的联系
计算机自动化
通信在全国都是顶尖的
特别是通信
全国前三绝对没人敢反对的
通信黄埔啊
清华强就不说了,西电在通信安全方面很强,东南在移动方面很强
看你选择哪个方向了
当然这是对研究生说的
跟本科生没太关系
本科生学的是基础用不到什么那么高深的
有实力推荐北邮
我是北邮兄弟学校的
呵呵

H 电子信息工程专业好不好

电子信息工程专业介绍

专业概述电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。

现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面。

电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。

本专业是一个电子和信息工程方面的专业。

本专业学生主要学习信号的获取与处理、电厂设备信息系统等方面的专业知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的能力。

电子信息工程专业就业方向

电子信息工程专业毕业生的就业范围包括:做电子工程师,设计开发一些电子、通信设备;做软件工程师,设计开发与硬件相关的各种软件;做项目主管,策划一些大的系统;可以继续进修成为教师或从事科研工作;可以从事电子信息设备的应用与维修工作;也可以从事相关的商业职位,未来的发展重点是电子信息产品制造业、软件产业和集成电路等产业;

新兴通信业务如数据通信、多媒体、互联网、电话信息服务、手机短信等业务也将迅速扩展;值得关注的还有文化科技产业,如网络游戏等。目前,信息技术支持人才需求中排除技术故障、设备和顾客服务、硬件和软件安装以及配置更新和系统 *** 作、监视与维修等四类人才最为短缺。此外,电子商务和互动媒体、数据库开发和软件工程方面的需求量也非常大。

电子信息工程专业就业前景

随着电子信息工程技术的高速发展,各个公司为了提高市场占有率,对软件或者硬件的开发人才要求越来越高,使得一般的本、专科毕业生对任职要求望而却步,或经常被拒之门外。从总体上看,软件工程涉及面很广,就业市场广阔,社会需求量也是各类专业中最大的。一般要求为计算机、信息类相关专业,具备一年以上的相关软件开发经验。

目前,社会上关于JAVA/J2EE、VC++、NET、数据库这些技术要求还是占主导地位的另外,熟悉Windows、Linux应用平台和内核的开发是在应聘时的一个优势对于软件开发人员,熟悉数据结构、算法设计和软件工程思想是很必需的。而硬件方面的职位都需要有一定的经验,经验越丰富的应聘者就越容易找到合适的工作,由于应届生硬件调试经验偏弱,很难得到招聘单位的赏识。

I 电子信息工程和电气工程及其自动化哪个专业更好就业

在电气及自动化行业做了十年,也接触过很多电子信息行业的人

就我的经验而言:

电气自动化的优点是:就职面更加广,选择更多,入职门槛较低

缺点是:门槛低造成整个行业中低端人员比较饱和,想有更好的发展需要技 术和能力上有比较大的优势才可以

电子信息相对而言优点是:横向层面待遇更加优厚,相较而言属于朝阳行业,因此竞争 不是特别激烈(相对自动化来说)

缺点是:入职门槛较高,如果没有特殊经历和经验,前几年的工作发 展会比较辛苦,就职范围相对较窄。

如果单单只从毕业后容易就业这一点来看,我更加推荐你选择电气及自控专业,但是从工作十余年的经验来看,对于理工科工作来说,个人兴趣太重要了,没有兴趣的话很难在技术岗位上做出突出成绩来,因此你要弄清自己到底对哪部分知识和行业真正感兴趣,这样在你入职工作之后才能在自己的领域里越做越好,因为无论哪个行业,如果你有足够高的技术水平,那技术类型的工作就会是全世界最轻松也最有趣的。

J 电子信息工程专业都有什么课程啊

数学课:高等数学、线性代数、概率统计、复变函数、数理方程,

英语课:大学英语、专业英语,

政治课: 理论、 思想、哲学、政治经济学、法律基础、思想品德修养,

实践课:军训、金工实习、专业实习,

电路课:电路分析、数字电路、模拟电路、高频电路、微波电路,信号与系统、数字信号处理、随机信号分析、图像处理、电磁场理论、天线理论、通信原理、信息论、编码理论、数字通信、电视原理、移动通信、卫星通信、数字视频处理、数字交换技术

计算机应用技术基础以及电子信息工程技术专业基础知识,还侧重安排了电路设计、EDA技术、微机原理与接口技术、PLC控制技术与应用、单片机原理及应用、嵌入式系统及应用、单片机数据传输接口扩展技术与应用等方面的实习、实训和专业技能培养。

专业优势: 行业专家、企业精英为师资保障,拥有以嵌入式系统为主的国家电工电子与自动化实训基地,牵手国内、外大型名企,建立教师流动站、就业基地多个,就业岗位充足、就业率高,发展势头良好。

培养目标: 培养具备电子产品组装与调试能力,面向电子信息产业的制造、服务类企业的技术 *** 作、生产管理、技术支持等岗位,从事产品制作与测试、生产工艺实施、生产管理与技术服务工作的高端技能型专门人才。

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数字芯片是半导体行业里市场空间最大,技术壁垒最高的赛道。之前我们分析过的那些尖端设备和材料,主要都是为数字芯片打造的。

目前芯片设计这些赛道里,IGBT和模拟芯片领域都有IDM厂商,但数字芯片很少有做全产业链的,大家专注于自己的环节,分工合作。

这是因为IGBT和模拟芯片虽然技术和资金壁垒也很高,但生命周期长。数字芯片的发展却遵循摩尔定律,不但研发需要大量资金,晶圆代工需要大量资本购买设备,迭代又非常快。

等你把这一代产品全都配置好了,人家下一代产品又出来了,还得接着追,这就是数字芯片最难的地方。

数字芯片的工作原理简单来说就是通过晶体管控制电流的“开”和“关”,来表达数据信息的“1”和“0”,或者逻辑判断的“是”与“非”,所以数字电路也称开关电路或逻辑电路。

其组成主要就是工作在开关状态的晶体管,所以数字芯片的规模大小由其中的晶体管数量决定,摩尔定律说的也是每隔18个月晶体管数量增加一倍,因此晶体管数量对数字芯片性能起决定性作用。

数字芯片包含七种类别,分别是逻辑电路、通用处理器、存储器、单片系统SoC、微控制器MCU、定制电路ASIC和可编程逻辑器件。将来我们会对其中主要类别进行逐个分析。

简单的逻辑电路通常由门电路构成,基本是由与门、或门和非门电路排列组合而成,这些系列的电路也称为组合逻辑电路。

数量庞大的逻辑电路芯片经过不同的排列组合,理论上可以处理非常复杂的控制和运算问题。

但当下的芯片集成度很高,许多自成系统的逻辑电路可以集成在芯片内部,一个芯片就可以实现复杂的功能,也就没人愿意用大量小芯片去实现一个大系统。

所以目前逻辑电路芯片仅用于小型电子产品中,以及在大系统的通用大芯片之间的连接电路上。

通用处理器一般指服务器用和桌面计算用的CPU芯片,也包括GPU、DSP、APU等。

它是规模最大、结构最复杂的一类数字电路芯片,由海量逻辑电路组成,包含了控制、存储、运算、输入输出等完整的数据和信息处理系统,这次我们先分析CPU这一细分领域。

01 什么是CPU

CPU也叫中央处理器,是计算机的运算和控制中心,主要功能是完成计算机指令的执行和数据处理,因此CPU与内部存储器、输入输出设备被认为是计算机三大核心部件。

控制单元是CPU的控制中心,当下达指令时,控制单元负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回存储器中。

运算单元负责执行控制单元的命令,进行算术运算和逻辑运算。

存储单元是CPU中数据暂时存储的位置,其中寄存有待处理或者处理完的数据。寄存器相比内存可以减少CPU访问数据的时间,也可以减少CPU访问内存的次数,有助于提高CPU的工作速度。

按照处理信息的字长,CPU可分为四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等,后续还在不断拓展。

CPU作为集成电路的一部分,现在全球集成电路市场受益于5G、可穿戴设备和云服务等应用领域发展,依旧在稳步增长。

中国是全球最大的集成电路市场,增速也是全球最快,2012-2020年九年间集成电路产业市场规模复合增长率达到1681%。

集成电路进出口市场上,我国存在较大逆差,而且逆差还在拉大,国产化替代空间广阔。

CPU的下游市场涵盖服务器、桌面端、移动 PC端、智能手机以及物联网、人工智能、 汽车 电子、智能穿戴等新兴应用领域。

目前桌面端和移动PC端发展平缓,服务器受益于云化趋势增速较快,智能手机受益于5G换机潮迎来一波周期性机会,行业中长期发展还得看那些新兴领域,但新兴领域并不完全是CPU的增量市场,比如新能源 汽车 。

目前全球新能源 汽车 销量持续增长, 汽车 三化(电动化、智能化、共享化)势不可挡,电子成本占总成本的比率逐步提升,发展空间很大,2021年全球 汽车 芯片市场规模预计可达到440亿美元。

按应用场景划分,车用计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。

由于单纯一个的CPU已经无法满足智能 汽车 的算力要求,将CPU与GPU、FPGA、ASIC等通用或专用芯片异构融合的SoC方案成了各大AI芯片厂商算力竞争的主赛道。

不仅智能 汽车 ,在物联网和人工智能等领域,传统CPU也出现了不能适应市场要求的情况。

随着物联网设备灵活性要求日益提高,芯片向低功耗、高性能方向发展,MCU和SoC脱颖而出。

人工智能常用的AI芯片通常是针对人工智能算法做了特定加速设计的芯片,如GPU、FPGA、ASIC和神经拟态芯片。

虽然深度学习算法上CPU不如AI芯片,但做大规模推理,CPU比较有优势,再加上CPU优势领域的市场空间广阔,应用场景丰富,国内 科技 企业持续研发国产CPU依然势在必行。

目前CPU主要市场份额仍在海外企业手中。随着国内技术进步,国内CPU也在变得更好用,再加上政策持续加码,国产替代确定性较高。

02 CPU芯片架构

芯片架构也叫指令集架构,简单来说就是芯片的执行流程,不同指令集架构的芯片就是执行步骤的不同。

目前CPU指令集架构主要分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类。

复杂指令集支持的指令更多,每种运算都有自己的完整指令。由于只有少部分指令会反复使用,精简指令集就是对其进行精简,不用每种运算都有完整指令。

复杂指令集更适用于运算复杂的电脑CPU,精简指令集更适用于运算要求较低,功耗也较低的手机CPU。

在这两种指令集基础上又产生了不同的架构,也就是在指令集基础上实现对CPU内的控制单元、运算单元、存储单元等部件的一系列完整设计和安排。

03 X86架构

CISC的架构主要就是X86架构,目前Intel和AMD两家独大。

Intel和Windows组成了“Wintel”联盟,击败了苹果、IBM、摩托罗拉的Power联盟,垄断桌面市场长达20多年。直到目前,服务器、桌面和移动PC主要使用的还是X86架构处理器,Intel依然占据大部分市场。

后来随着AMD第二代Epyc处理器“罗马”问世,AMD服务器CPU市占率在短短两年内从1%增长到了8%。接着第三代Epyc处理器“米兰”发布,其服务器市场份额有望达到15%。

由于AMD服务器芯片性价比较高,又有台积电7nm制程技术加成,越来越多数据中心开始采购AMD的产品。

X86架构之所以覆盖范围这么广,除了起步早、性能高、兼容性好之外,还跟它生态完善有关,目前全球65%以上的软件开发商都为X86提供服务,你想自己设计一个架构,没有生态也就没有人使用。

现在X86架构在中国市场依然广阔,尤其是在服务器领域具有绝对优势,几乎占据全部服务器销量。其他非X86架构的服务器占比很小,主要都是ARM架构。

除了Intel和AMD双寡头以外,国内还有兆芯、海光和MPRC几家X86芯片商。目前X86架构的国产化替代还不太明显,兆芯2019年市占率仅01%。

04 ARM架构

RISC的架构有ARM、MIPS、Power PC、Alpha、RISC–V等。

如今超过90%的智能手机采用ARM架构,MIPS在嵌入式设备中应用广泛,而且随着性能提升,技术层面的融合,RISC架构也在不断向X86的应用领域渗透。

ARM架构由于具有成本低、功耗低、体积小、性能高等特点,非常适用移动通讯领域,在智能手机、调制解调器、车载信息设备、可穿戴设备等领域都占据绝对统治地位。

目前ARM架构是非X86架构中应用最广泛,发展最成熟的架构,市占率达到了432%。

ARM完整产品线包括微控制器、微处理器、圆形处理器、实现软件、单元库、嵌入式内存、高速连接产品、外设以及开发工具。

目前国内外主要ARM厂商有ARM、联发科、高通Qualcomm、苹果、三星电子,飞腾、华为鲲鹏、展讯SPREAD TRUM。

世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。

联发科是世界上最大的ARM手机芯片供应商,苹果、三星、高通等行业巨头均在最近几年使用ARM架构,逐步实现基于ARM的全生态链。

截至2021Q1,联发科和高通是最主要的手机CPU供应商,市场份额分别为35%和29%,同比分别增长11%和-2%。

苹果市占率为17%,三星降至9%,华为海思由于受到美国升级制裁的影响,市场份额快速下滑,降至5%。

服务器方面,非X86目前参与者包括华为、飞腾、高通、亚马逊等。

华为鲲鹏服务器是ARM服务器的重要参与者,据华为称,鲲鹏出货量已占据市场50%,未来有望发挥其在移动市场的优势,借力云端协同,抢占服务器市场更多份额。

在桌面PC市场,ARM正逐渐被更多企业应用,2011年微软开始采用ARM的Windows系统,ARM开始进入X86的传统优势领域,如今苹果MacOS、新版Windows等均采用了ARM架构。

此外,ARM在物联网、 汽车 等领域均有很大发展潜质。ARM在公共事业、智慧城市、资产管理等领域均提供了解决方案。

05 MIPS等架构

MIPS、Alpha、Power等架构已经不是市场主流应用,但在特定领域内仍在被使用。

MIPS架构是一种简洁、优化、具有高度扩展性的RISC架构,能够提供最高的每平方毫米性能和当今SoC设计中最低的能耗,已经在移动和嵌入式工业领域销售了近三十年,目前市占率9%。

MIPS多线程CPU已经广泛应用于不同领域,以及许多移动设备的LTE调制解调器中。

国内外主要MIPS芯片商主要有MIPS公司、Ikanos、龙芯中科、北京君正。不过MIPS公司两度易主后,新公司已经转向RISC-V。

龙芯和申威分别获得MIPS及Alpha永久授权发展自主指令集,我国企业成为了该架构应用产品研发和全球生态构建的单一力量,应用的也都是国家非常注重安全的领域。

Power架构在相关市场的占有率也不过1%左右,但在高性能计算领域一直拥有相当重要的地位,其一些技术特性甚至可与Intel一较高下,然而市场参与者基本只有IBM。

06 RISC-V架构

RISC–V是目前业内最被看好,最有机会弯道超车的新架构,具有完全开源、架构简单、易于移植,适用于各种设备、完整工具链, 运行效率高等特点。

这种架构目前接受度逐渐提高,有望成为继X86和ARM架构之后第三大主流指令集架构。

由于RISC-V基金会为非盈利会员制组织,所以RISC-V本身是免费的,自 RISC-V 基金会于 2015 年成立以来,RISC-V 生态系统经历了爆炸式增长,2020年成员增长率达到133%。

物联网的兴起为上游产业链提供新的成长潜力,由于RISC-V具备开源等特性,与物联网更灵活和多样的要求相吻合。

而且自中美贸易战以来,中国企业存在受制于美国不能升级架构的风险,随着RISC-V逐渐被接受,为我国芯片厂商通过RISC-V架构实现独立自主提供可行性。

Semico Research 预测,到 2025 年,市场将消耗 624 亿个 RISC-V CPU 内核,2018-2025 年复合年增长率为 1462%。其中工业领域将以使用超过167亿个内核遥遥领先。

市场研究公司Tractica也预测,RISC- V的IP和软件工具市场在2018年为5200万美元,到2025年时将增长至 11亿美元。

目前RISC-V发展时间较短,尚未一家独大,相关生态还在发展。

短期内ARM架构依然会占据中高端市场,RISC-V主要在一些碎片化的新兴市场展开应用,如物联网的轻终端场景。

这些场景需要低功耗低成本,但是往往程序不用大改、对软件生态的依赖性不高、出货量又很大,符合RISC-V阶段性的发展目标。

RISC-V允许任何厂商设计、制造和销售RISC-V芯片和软件,因此吸引了大批 科技 公司入场。

GreenWaves、IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为、晶心 科技 、芯源股份、芯来 科技 、阿里平头哥、中天微、Red Hat 与特斯拉等100 多家 科技 公司加入其阵营。

07 国产CPU自主可控程度

国产CPU经历了将近20年的发展,也产生了一批有实力的企业,如前面提到的中科龙芯、天津飞腾、海光信息、上海申威、上海兆芯等。

这其中申威和龙芯自主可控程度最高。上海申威主要从事Alpha架构的研发,它是目前创新可信度最高的国产CPU厂商,基本实现完全自主可控,主供党政办公、军方和超算领域。

其次是飞腾和华为鲲鹏(海思)为代表的ARM架构国产厂商。ARM架构需要有ARM公司授权,主要有三种授权等级:使用层级授权、内核层级授权和架构/指令集层级授权。

其中指令集层级授权等级最高,企业可以对ARM指令集进行改造以实现自行设计处理器,目前海思、飞腾已经获得ARMV8永久授权。

如果他们基于V8授权发展出自己的指令集,其创新可信程度将显著提升,即使未来拿不到V9V10等新架构授权,依然可以维持先进性。

最后是海光和兆芯为代表的X86厂商,仅获得内核层级的授权,未来扩充指令集形成自主可控指令集难度较大。


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