每經(jīng)記者｜朱成祥    每經(jīng)編輯｜楊夏    

2024年，AI浪潮持續(xù)翻涌，寒武紀(jì)（688256.SH，股價625元，市值2609.1億元）作為A股AI算力芯片龍頭可謂風(fēng)頭無兩，Wind數(shù)據(jù)顯示，去年寒武紀(jì)股價上漲387.55%，同期科創(chuàng)100指數(shù)則下跌8.56%。

在寒武紀(jì)“獨領(lǐng)風(fēng)騷”的二級市場之外，國內(nèi)還有一批優(yōu)秀的AI算力芯片企業(yè)尚未登陸資本市場，如壁仞科技、天數(shù)智芯、燧原股份、摩爾線程、沐曦等。其中，壁仞科技、燧原股份、摩爾線程、沐曦目前已進入上市輔導(dǎo)階段。

AI算力芯片主要可以分為GPU（圖形處理器）、AI ASIC（人工智能專用處理器）和FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）三種。目前，國內(nèi)GPU廠商代表有壁仞科技、天智數(shù)芯、摩爾線程和沐曦等；AI ASIC廠商代表有華為海思昇騰、燧原股份、地平線、黑芝麻智能、比特大陸等。

AI算力芯片分類 圖片來源：記者根據(jù)公開信息整理，Napkin AI制圖

盡管位列Wind GPU指數(shù)（8841701.WI）成分股，但根據(jù)寒武紀(jì)招股書，其將自己的產(chǎn)品與傳統(tǒng)芯片CPU、GPU等進行了區(qū)分，稱“主要研發(fā)通用型智能芯片”，而不是專用型智能芯片（ASIC）。不過，在多家券商和咨詢機構(gòu)的研報中，均將其產(chǎn)品列為了ASIC。

GPU與ASIC芯片到底是什么？

根據(jù)國泰君安證券研報，AI芯片主要分為三種類型：通用型（GPU）、半定制型（FPGA）、定制型（ASIC）。三類芯片代表分別有英偉達（NVIDIA）的GPU、賽靈思的FPGA和Google的TPU（一種專門為機器學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計的AI ASIC）。GPU的計算能力最強，但是成本高、功耗高；FPGA可編程，最靈活，但是計算能力不強；ASIC體積小、功耗低，適合量產(chǎn)，但是研發(fā)時間長，且不可編輯，前期投入成本高，帶來一定的技術(shù)風(fēng)險。

三大AI算力芯片特點 圖片來源：記者根據(jù)公開信息整理，Napkin AI制圖

在寒武紀(jì)招股書中，將自己的產(chǎn)品與傳統(tǒng)CPU、GPU等芯片類型進行了區(qū)分，而是列為通用型智能芯片和專用型智能芯片（ASIC）兩類。其中，通用型智能芯片代表包括寒武紀(jì)思元100/270/220）、華為海思（Ascend 310/910）、谷歌（TPU V1/V2/V3、TPU EDGE）等。

圖片來源：寒武紀(jì)招股書

在國泰君安證券研報中，谷歌TPU、華為海思昇騰910均被分類為ASIC。此外，燧原股份的云燧T20與寒武紀(jì)的NPU在整體性能上也與谷歌比肩。

此外，民生證券研報顯示，云端算力中，寒武紀(jì)也被劃入了ASIC。

頭豹研究院AI行業(yè)高級分析師常喬雨也告訴《每日經(jīng)濟新聞》記者：“目前國內(nèi)從事AI ASIC研發(fā)的廠商主要包括寒武紀(jì)、地平線、燧原科技、黑芝麻智能和比特大陸等。”

不過，寒武紀(jì)、燧原科技的芯片可能更偏向于DSA（領(lǐng)域?qū)Ｓ眉軜?gòu)），不屬于傳統(tǒng)不可編程的ASIC，而是廣義的ASIC。

傳統(tǒng)ASIC不可編程，于是DSA應(yīng)運而生。常喬雨表示：“DSA芯片在性能和靈活性之間找到平衡點，成為ASIC和GPGPU（通用圖形處理器計算）之外的另一條技術(shù)路徑。DSA結(jié)合了ASIC的高性能優(yōu)勢和GPGPU（通用圖形處理器）的編程靈活性，專為特定領(lǐng)域的計算需求設(shè)計，尤其適用于泛安防和自動駕駛等明確場景。”

他補充表示：“整體來看，ASIC、GPGPU和DSA各有側(cè)重：ASIC注重特定任務(wù)的極致性能，GPGPU強調(diào)通用性，而DSA則嘗試去結(jié)合兩者的優(yōu)點，帶來性價比和效率更高的算力。”

燧原股份相關(guān)工作人員也回復(fù)《每日經(jīng)濟新聞》記者稱：“我們是DSA架構(gòu)。”

黑芝麻智能也對記者表示：“黑芝麻智能的芯片架構(gòu)兼具ASIC的高性能和GPGPU的靈活性，芯片產(chǎn)品可以歸為ASIC芯片類別，和以上芯片（寒武紀(jì)、華為海思昇騰、燧原科技）架構(gòu)類似，都具備靈活編程的擴展性。”

簡而言之，DSA屬于廣義ASIC芯片，且較傳統(tǒng)ASIC更加靈活。

四大AI算力廠商啟動IPO輔導(dǎo)

2024年8月以來，國內(nèi)四大AI算力廠商陸續(xù)啟動IPO輔導(dǎo)。2024年8月26日，AI ASIC領(lǐng)域代表廠商燧原科技啟動IPO輔導(dǎo)；GPGPU領(lǐng)域代表廠商壁仞科技于9月11日啟動IPO輔導(dǎo)；11月12日，GPU廠商摩爾線程啟動IPO輔導(dǎo)。

進入2025年，1月15日，沐曦股份也啟動了上市輔導(dǎo)。若四家全部上市成功，將大幅擴展A股AI算力廠商投資標(biāo)的的供給。

這幾家接受IPO輔導(dǎo)的企業(yè)中，燧原科技創(chuàng)始團隊有AMD背景，其創(chuàng)始人兼COO張亞林于2008年加入AMD，歷任資深芯片經(jīng)理、技術(shù)總監(jiān)。曾經(jīng)作為全球芯片研發(fā)主要負責(zé)人之一，在AMD上海研發(fā)中心成功領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)并量產(chǎn)了多顆世界級芯片，擁有豐富的工程和產(chǎn)品化實戰(zhàn)經(jīng)驗。

沐曦股份創(chuàng)始團隊同樣來自AMD，其創(chuàng)始人陳維良曾任AMD全球GPGPU設(shè)計總負責(zé)人；兩位CTO（首席技術(shù)官）均為前AMD首席科學(xué)家，目前分別負責(zé)公司軟硬件架構(gòu)。

而摩爾線程創(chuàng)始團隊來自全球GPU巨頭英偉達，其創(chuàng)始人兼CEO張建中曾任英偉達全球副總裁、中國區(qū)總經(jīng)理，在GPU這一行業(yè)已經(jīng)深耕近二十年。

圖片來源：視覺中國（圖文無關(guān)）

除了這四家接受IPO輔導(dǎo)的廠商外，天數(shù)智芯、昆侖芯、平頭哥等廠商也廣受市場關(guān)注。

另外，目前接受IPO輔導(dǎo)的四家廠商中，三家屬于GPU路線，一家屬于ASIC路線。當(dāng)下，以英偉達為代表的GPU算力廠商仍是市場主流，而近期以博通為代表的ASIC路線也逐漸受到廣泛關(guān)注。

對于GPU路線與ASIC路線的優(yōu)劣，TrendForce集邦咨詢分析師邱珮雯回復(fù)《每日經(jīng)濟新聞》記者認為：“ASIC在可見的未來不會完全取代GPU，ASIC通常是專門為某種特定應(yīng)用或運算去設(shè)計的芯片，如訓(xùn)練或推理，偏向特定客戶定制化；而GPU設(shè)計為通用運算，對于執(zhí)行多樣任務(wù)較具靈活性，通常為標(biāo)準(zhǔn)品，適用于多數(shù)客戶，且相較于高階英偉達芯片如B200，ASIC目前開發(fā)運算效能落差仍大。因此，ASIC和GPU有各自的目標(biāo)市場及應(yīng)用。”

常喬雨認為：“當(dāng)前，AI ASIC的應(yīng)用主要集中在推理任務(wù)上，盡管部分產(chǎn)品也涉及訓(xùn)練領(lǐng)域，但推理顯然是其核心戰(zhàn)場。這是因為推理任務(wù)具有固定的計算模式和高吞吐量需求，非常契合ASIC硬件固化的高效特性。與此同時，推理的市場空間未來也將顯著超過訓(xùn)練。隨著人工智能技術(shù)在各行業(yè)的加速滲透，終端設(shè)備和云端推理的需求量快速增長，涵蓋了從智能家居到工業(yè)自動化再到車載計算的多樣化場景。而推理任務(wù)的高頻調(diào)用和長生命周期特點，也決定了這一市場的規(guī)模潛力將遠超一次性投入較高的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。”

也就是說，當(dāng)下AI仍以訓(xùn)練為主導(dǎo)，GPU仍是主流。而未來，隨著AI技術(shù)的廣泛落地，推理市場規(guī)?；虼蠓^訓(xùn)練環(huán)節(jié)。而推理環(huán)節(jié)，正是AI ASIC的主戰(zhàn)場。

事實上，ASIC芯片不僅在推理領(lǐng)域潛力巨大，在類似智駕等特定場景的應(yīng)用也前景廣闊。

黑芝麻智能方面告訴《每日經(jīng)濟新聞》記者：“黑芝麻智能的智駕芯片在高性能、低功耗、靈活性、跨域融合、市場定位和端到端算法參考模型等方面都有顯著優(yōu)勢。由于黑芝麻智能智駕芯片面向特定場景，因此算力的利用率、能效比都會更高。在靈活性方面，黑芝麻智能的芯片設(shè)計融入了可編程性，使其在一定程度上具備GPGPU的靈活性。”

如何補“運力”短板？

目前，國際上主流AI ASIC廠商為博通、Marvell。需要注意的是，博通不僅擁有AI ASIC設(shè)計能力，其配套網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)也十分強大，比如以太網(wǎng)交換芯片、PCIe/CXL Retimer等。而英偉達算力領(lǐng)域的三大壁壘，包括GPGPU芯片、NVLink和CUDA生態(tài)。而國內(nèi)廠商在軟件工具鏈和開發(fā)者生態(tài)方面尚待補強。

根據(jù)國聯(lián)證券研報，AI大模型的快速發(fā)展推動“算力”“存力”需求快速增長。與此同時，對“運力”也提出了更高的需求。系統(tǒng)需要更高的帶寬，更快的傳輸。但內(nèi)存的性能提升速度遠低于處理器的性能提升速度，導(dǎo)致處理器無法充分發(fā)揮其計算能力。

英偉達有NVLink，博通有CXL技術(shù)，那么國內(nèi)在“運力”領(lǐng)域有哪些布局呢？

國內(nèi)CXL高速互聯(lián)廠商國數(shù)集聯(lián)告訴《每日經(jīng)濟新聞》記者：“NVLink具備高帶寬和低延遲的優(yōu)點，但存在生態(tài)封閉、價格昂貴等問題。主要運用在英偉達產(chǎn)品中。CXL基于PCIe的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，專注于優(yōu)化處理器與加速器之間的通信。CXL能夠提供高帶寬、低延遲的通信，并支持先進的大容量低延遲內(nèi)存協(xié)同特性。CXL也是唯一橫跨運力和存力的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、唯一橫跨通用服務(wù)器和AI服務(wù)器的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。”

目前國內(nèi)也有較多的AI ASIC廠商。那么，國數(shù)集聯(lián)在高速互聯(lián)領(lǐng)域有哪些獨特的優(yōu)勢，是否有意與AI算力芯片廠商合作，共同研發(fā)、拓展市場？

國數(shù)集聯(lián)表示：“公司面向人工智能數(shù)據(jù)中心（AIDC）、云服務(wù)商、服務(wù)器廠商以及運營商，提供先進的高速互聯(lián)算法、芯片及方案。目前，公司的核心產(chǎn)品包括CXL Switch芯片、模塊以及硬件整體方案。國數(shù)集聯(lián)正與國內(nèi)的云廠商、AI廠商、運營商展開合作，旨在提供高效的數(shù)據(jù)傳輸和聯(lián)結(jié)方案。”

圖片來源：視覺中國（圖文無關(guān)）

異構(gòu)計算會是未來嗎？

大模型發(fā)展迅速，也對各大廠商軟硬件結(jié)合能力提出更高要求。而國內(nèi)不少GPGPU廠商，也開始走向“異構(gòu)計算”。

天數(shù)智芯副總裁鄒翾對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示：“異構(gòu)計算在訓(xùn)練和推理領(lǐng)域都占據(jù)著重要地位。在訓(xùn)練領(lǐng)域，面對大規(guī)模數(shù)據(jù)集和復(fù)雜模型結(jié)構(gòu)，單一類型芯片往往難以滿足計算需求。異構(gòu)計算通過整合多種不同架構(gòu)芯片，可以加速訓(xùn)練過程，減少訓(xùn)練時間和成本。在推理領(lǐng)域，實時性要求極高，異構(gòu)計算能夠根據(jù)不同的推理任務(wù)特性，靈活調(diào)配硬件資源。例如在處理圖像、語音等特定類型數(shù)據(jù)時，通過不同芯片的協(xié)同工作，快速完成推理，輸出準(zhǔn)確結(jié)果。”

資料顯示，天數(shù)智芯是國內(nèi)率先支持智算芯片混合訓(xùn)練的通用GPU廠商。其“天垓”和“智鎧”產(chǎn)品系列，廣泛應(yīng)用于主流大模型的訓(xùn)練、微調(diào)以及推理任務(wù)。2024年，天數(shù)智芯參加了在上海市通信管理局和上海市數(shù)據(jù)局的支持下，多家單位聯(lián)合開展的跨域異構(gòu)算力網(wǎng)絡(luò)實驗驗證工作，異構(gòu)混訓(xùn)效率可達97.5%。

壁仞科技向記者提供的資料也顯示，公司正聯(lián)合客戶、合作伙伴、科研機構(gòu)共同推動異構(gòu)GPU協(xié)同訓(xùn)練生態(tài)，具體包括：中國移動、中國電信、中興通訊、商湯科技、國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司、上海智能算力科技有限公司、上海人工智能實驗室、中國信息通信研究院等。

壁仞科技表示，這一異構(gòu)GPU協(xié)同訓(xùn)練方案最終實現(xiàn)了國產(chǎn)GPU和英偉達GPU的異構(gòu)共存，突破異構(gòu)算力孤島難題，加快國產(chǎn)GPU的落地遷移，助力國產(chǎn)大模型落地。此外，該方案賦能整個算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展，壁仞HGCT方案具備普適性、易用性、兼容性，助力最終客戶實現(xiàn)多種異構(gòu)算力聚合，最大化異構(gòu)GPU集群利用效率。

圖片來源：視覺中國（圖文無關(guān)）

在邊緣側(cè)，AI PC又將如何發(fā)展呢？未來AI算力芯片是否可能作為單獨的“外掛”芯片，類似于獨立顯卡搭配在AI PC之中？

天智數(shù)芯表示：“目前這種外掛AI芯片的AI PC已有原型，并且已經(jīng)有用戶在使用。隨著AI在PC端應(yīng)用場景不斷拓展，如智能創(chuàng)作、數(shù)據(jù)分析等，對算力需求劇增。將AI算力芯片做成‘外掛’，便于用戶根據(jù)自身需求靈活升級，提升AI性能，就像現(xiàn)在人們按需選擇獨立顯卡。同時，這也有助于降低PC整體成本，促進AI技術(shù)在PC領(lǐng)域的普及。”

可以看出，除了寒武紀(jì)外，國內(nèi)未上市的企業(yè)中，也有較多GPGPU廠商、AI ASIC廠商，且在“運力”、軟件生態(tài)領(lǐng)域，國內(nèi)廠商也在積極布局。

封面圖片來源：視覺中國-VCG41N970174988