国产算力简析

  九游新闻     |      2025-08-07 20:57

  现状:国产 EDA 工具覆盖率不足 15%,核心环节(如仿真验证)仍依赖 Synopsys、Cadence 等海外巨头。华大九天(301269)在模拟电路设计领域实现突破,其 EPIC 平台支持 5nm 工艺仿真,但数字电路全流程工具尚未成熟。2025 年 3 月,华大九天宣布收购芯和半导体,旨在补齐数字电路全流程工具,推动 EDA 自主可控。此外,华大九天通过九天盛世 EDA 基金投资亚科鸿禹,加速数字前端 FPGA 原型验证和硬件仿真加速器研发,助力国产数字 EDA 全流程能力构建。

  突破点:芯华章推出基于 RISC-V 的验证方法学,降低对传统 EDA 的依赖;概伦电子(688206)在 SPICE 建模领域市占率达 8%,成为国内唯一量产企业,并通过收购锐成芯微(模拟及数模混合 IP 全球第二)进一步强化技术协同。

  竞争格局:ARM 架构占据移动端 90% 市场,RISC-V 生态中国厂商加速布局。芯原股份(688521)拥有 6 大类处理器 IP,累计授权超 1000 次,其 NPU IP 已用于寒武纪思元 590 芯片,且搭载该 IP 的人工智能芯片全球出货量突破 1 亿颗。倪光南院士指出,RISC-V 作为开源架构,预计未来在消费级 PC、自动驾驶等领域市占率将超 25%,中国在标准化和生态建设中贡献显著。

  技术瓶颈:高速接口 IP(如 PCIe 5.0)国产化率不足 5%,需突破 SerDes 信号完整性设计。英韧科技已量产 PCIe 5.0 主控芯片,并计划推出 PCIe 6.0 产品,支持 AI 数据中心高带宽需求。

  ASIC 领域:阿里平头哥含光 800 采用自研存算一体架构,推理性能较 GPU 提升 5 倍,已部署于杭州政务云。其新一代镇岳 510 主控芯片在阿里云 EBS 场景中实现读写混合时延压缩 92%,能效比达 420K IOPS/Watt。

  成熟制程(28nm+):中芯国际(688981)28nm 产能占比达 45%,月产能超 15 万片,支撑汽车 MCU、IoT 芯片需求;华虹半导体(在 90nm eFlash 工艺实现车规级认证,2024 年营收突破 500 亿元,稳居纯晶圆代工龙头。

  先进制程(14nm-):中芯国际 14nm FinFET 良率稳定在 95%,但 EUV 光刻机受限,7nm 研发依赖 DUV 多重曝光,流片周期延长至 18 个月。拓荆科技(688072)PECVD 设备在 14nm 产线%,ALD 设备进入华虹产线。

  功率半导体:士兰微(600460)建成国内首条 12 英寸 SiC MOSFET 产线,导通损耗较硅基器件降低 70%;华润微(688396)6 英寸 GaN 产线%,应用于快充和数据中心电源。

  晶圆级封装:晶方科技(603005)TSV 硅通孔技术应用于 CIS 传感器封装,单颗芯片尺寸缩小 40%。

  ATE 测试机:泰瑞达(Teradyne)占据全球 60% 市场,国产替代主力为长川科技(300604),其数字测试机支持 1024 通道并行测试,已进入海思供应链。

  探针卡:强一半导体(未上市)实现 5μm 探针精度,覆盖 5nm 芯片测试需求,市占率突破 8%。

  硅片:沪硅产业(688126)300mm 大硅片通过台积电验证,12 英寸晶圆良率超 90%;中环股份(002129)区熔硅片在 IGBT 领域市占率达 70%。

  光刻胶:南大光电(300346)ArF 光刻胶通过中芯国际验证,供应 55nm 产线)KrF 胶量产,覆盖 28nm 工艺。

  薄膜沉积:拓荆科技(688072)PECVD 设备在 14nm 产线%,原子层沉积(ALD)设备进入华虹产线。

  华为昇腾 910B 集群支持万卡级训练,FP16 算力达 2.8 EFLOPS,在鹏城实验室实现大模型训练能耗降低 30%。北电数智 “前进・AI 异构计算平台” 融合多款国产 GPU,推动算力协同,其北京市数字经济算力中心达产后将提供 2000PFLOPS 智能算力。

  寒武纪(688256)思元 590 芯片适配 PyTorch 生态,推理时延低于 10ms,已部署于阿里云数据中心。

  地平线 芯片采用 BPU 纳什架构,算力密度达 128 TOPS/L,支持 L4 级自动驾驶;黑芝麻智能 A2000 芯片实现车规级功能安全,获一汽红旗订单。

  先进制程依赖:7nm 以下设备国产化率不足 15%,EUV 光源、高 NA 物镜等核心部件尚未突破。

  生态壁垒:CUDA 生态占据 AI 开发 90% 份额,国产框架(如 MindSpore)开发者数量仅为前者的 1/5。

  东数西算 工程规划新建 8 大算力枢纽,预计 2025 年带动国产 AI 芯片需求超 200 万片。

  大基金三期 2024 年成立,注册资本 3440 亿元,重点投向设备材料,已注资中微公司、拓荆科技等企业超 300 亿元。

  Chiplet 技术:芯原股份推出异构集成方案,通过 3D 堆叠将不同工艺节点芯片组合,性能提升 40% 的同时降低成本 25%。

  存算一体:阿里平头哥研发近存计算芯片,数据访问延迟缩短至 10ns,镇岳 510 主控芯片在阿里云 EBS 场景中实现时延压缩 92%。

  国产算力芯片产业链正通过技术攻坚与生态协同加速崛起,尽管面临设备依赖和生态壁垒,但在政策支持与市场需求驱动下,有望在成熟制程、特色工艺及新兴架构领域实现突破,为全球半导体产业变革提供中国方案。

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