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泉城新动能 | 敢和国际巨头公司掰腕 这家民营企业为国产芯片正名

作者:admin发布时间:2019-05-23 16:21

开篇语

“敢闯敢试,敢于做第一个吃螃蟹的人,这是济南这座城市的基因。”4月3日,省委常委、济南市委书记王忠林在调研全市人工智能产业发展工作时说。近年来,济南市坚持把新旧动能转换作为变道换向、跨越赶超的关键举措,建设国家超算中心超算济南中心、国家信息产业高技术基地、量子技术研究院等多个国家级平台载体,为人工智能产业发展提供了强大的平台支撑。如今,一批业内领头羊、全国领先的人工智能企业在这里发展起来。

手握“世界级”技术,填补国内市场空白,山东高云半导体科技有限公司是国内为数不多的几家国产FPGA企业,也是省内唯一一家从事FPGA芯片研发与产业化的企业。FPGA一种可编程“万能芯片”,特别是当下火爆的人工智能,FPGA是人工智能从概念到实现的硬件载体。但是“万能芯片”的现状是85%以上的市场均被国外巨头公司垄断,国产芯片可谓在夹缝中生存,山东高云如今已经拥有完全自主知识产权的55nm工艺共计11款芯片,并正在着手研发国内领先国际先进的28nm国产FPGA芯片。用山东高云公司总经理李倩的话说,“可以说,我们在这个市场已经站稳脚跟。”

二八分的市场,高云着力攻破国际先进技术

“万能芯片”是市场俗称,这种芯片的学名其实叫FPGA,即“现场可编程门阵列”。万能芯片是芯片中的芯片,很多专业芯片一旦出厂就固定不变了。“比如,很多手机芯片一旦产出,就只能用于该品牌的手机一个型号,用于同一品牌手机其他型号都不行,而‘万能芯片’则有无限可能。”李倩解释。

FPGA,与CPU和大容量存储器一起,是国际公认的三大高端半导体器件。其中,FPGA芯片在移动通信系统、互联网、高速通信、高速图像处理、现代国防科技、航天航空、信息安全等民用和军工领域具有独一无二、不可替代的作用。

说到FPGA,业内很多人称之为一种值得敬仰的技术,费钱、门槛高,这简直就是殿堂级别的集成电路,国产FPGA的梦想和命运从一开始就压力山大。全球市场规模2017年为70亿美金,保守预测2022年将接近100亿美金,由于技术门槛高、资金投入大、研发周期长,至今迈入产品化阶段的高密度“万能芯片”研发与制造在国内几乎是空白。“万能芯片”的应用大都依赖进口。中国市场占全球FPGA市场的25%以上,FPGA芯片市场长期被美国垄断。

山东高云作为国内为数不多的几家国产FPGA企业之一,也是省内唯一从事FPGA芯片研发与产业化的企业。“高云从成立到现在,研发费用已经花了几个亿。”山东高云公司总经理李倩说。目前高云已经推出了具有完全自主知识产权的55nm工艺共计11款芯片,后续还将推出国内领先国际先进的28nm国产FPGA芯片。2018年高云半导体累计出货量近千万片。市场份额遥遥领先国内其他友商,并在迅速扩大之中。

人工智能瓶颈环节有了“中国芯”

纵观企业的发展史,山东高云成立于2014年3月,公司致力于国产高端通用芯片—现场可编程逻辑器件(FPGA)的研发与产业化。旨在推出国产FPGA芯片及其设计软件等一站式解决方案。针对国内的巨大市场需求,以及打破国外垄断的国产化需求,山东高云组建了一支具有极强的自主创新研发能力的科研团队。现有研发团队近百人,80%以上来自国内重点知名院校的硕士,尤其值得一提的是绝大部分是山东本地人。

新兴的人工智能领域为FPGA产业带来了巨大的机遇和挑战。作为人工智能生态链的上游,CPU、张量处理器(TPU)和FPGA成为人工智能运算三大主力硬件平台。其中FPGA以它的灵活性和高效性,无论在移动端还是在数据中心端都有广阔的应用场景。比如:谷歌、微软、亚马逊到华为、腾讯、阿里巴巴,各大互联网企业都在人工智能应用中大量部署了以FPGA为平台的解决方案。同时为进一步提升性能和易用性,国内外FPGA厂商都在加大力度改进系统结构,研发相关设计工具以扩大FPGA在人工智能领域的应用范围。

FPGA为人工智能提供物理载体,支持算法和应用场景的落地。“很多人工智能企业在算法上领先后,就要看硬件设施的发展了,可以说芯片是人工智能的脖子环节。”

作为布局人工智能的第一步,目前高云已经推出了国产55nm工艺的嵌入式FPGA芯片,实现了可编程逻辑和嵌入式处理器的无缝连接,可在工业图像识别、语音识别等人工智能移动端计算领域中得以拓展和应用。

研发成本高,期待更多政策和基金支持

下一步高云将以28nm工艺千万门级高密度FPGA芯片研发为重点,针对5G通讯和人工智能领域,进一步完善FPGA为核心的人工智能硬件平台,提供更易于人工智能解决方案的应用与创新的开发平台,助推济南市乃至全省相关企业在人工智能技术研发和应用中迅速完成技术迭代,缩短产品周期,快速占领市场。“在资金充沛的情况下,28nm的技术能够更快上市。”李倩介绍,28nm工艺能够实现人工智能在机器人视觉、自动驾驶、数据通讯等高级场景的应用。

人工智能对FPGA行业的挑战也是明显的。“缺人,根据之前报道分析,全球人工智能专家总数5400人,而国内专家不到300人。目前高云研发团队主要依赖于内部培养人工智能骨干。”李倩说,FPGA芯片研发资金需求量也很大。“硬件研发以及配套的IP/EDA软件都具有投入大,见效周期长的特点。国外只有巨头企业才有能力投入,而国内初创企业则需要外部长期投资以及政策的辅助。”

“如果省内能有一支专门支持人工智能产业发展的基金就好了。”李倩说,未来几年公司将处于一个持续高投入的阶段,在进一步加大研发投入和迅速开展国际先进工艺产品研发方面,单纯依靠自有资金,将面临着资金不足的问题。“高云半导体期望得到重点项目及专项基金的引导,从而加速实现国产FPGA鼎足于世界舞台的目标。”

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