東數(shù)西算怎樣影響半導(dǎo)體？

　　2022年1月12日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》（以下簡(jiǎn)稱“意見”）。意見指出，要形成“數(shù)網(wǎng)”、“數(shù)紐”、“數(shù)鏈”、“數(shù)腦”、“數(shù)盾”系統(tǒng)。

　　隨后，貴州省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、成渝地區(qū)、粵港澳大灣區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、京津冀地區(qū)等多個(gè)省份及地區(qū)紛紛響應(yīng)。2022年2月17日，8個(gè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)和10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群完成批復(fù)，全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設(shè)計(jì)，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。

　　“東數(shù)西算”將如何影響半導(dǎo)體，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)心的話題。

“東數(shù)西算”，為何勢(shì)在必行？

　　首先，“東數(shù)西算”的重要背景是數(shù)據(jù)量暴增已經(jīng)成為不可逆的必然趨勢(shì)。隨著大數(shù)據(jù)在社會(huì)越來越多的領(lǐng)域被應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心（IDC）已經(jīng)不僅僅是科技公司、科研機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的剛需；社會(huì)治理與公共服務(wù)、金融、能源、交通、商貿(mào)、工業(yè)制造、教育、醫(yī)療、文化旅游、農(nóng)業(yè)、空間、生物等領(lǐng)域都是數(shù)據(jù)中心的重要用戶。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，數(shù)據(jù)成為了各國(guó)最重要的資源之一。據(jù)路透社報(bào)道，烏克蘭政府正在將保存敏感數(shù)據(jù)的設(shè)備及備份運(yùn)送到其他地區(qū)。

　　在這樣的趨勢(shì)下，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)。與此同時(shí)，中國(guó)已成為全球第二大IDC市場(chǎng)，占全球市場(chǎng)份額的10%；美國(guó)第一，占39%。2021上半年中國(guó)邊緣計(jì)算整體市場(chǎng)高速增長(zhǎng)84.6%，預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)市場(chǎng)將增長(zhǎng)至74億美元，全球市場(chǎng)將增長(zhǎng)至347億美元，全球邊緣計(jì)算服務(wù)器市場(chǎng)需求爆發(fā)式增長(zhǎng)。

　　其次，為何要把算力遷移至西部地區(qū)？

　　目前我國(guó)的數(shù)據(jù)中心大多數(shù)布局在算力需求較高的東部地區(qū)。但在相對(duì)繁華的東部地區(qū)，數(shù)據(jù)中心所需的必要資源，如電力、水、土地等成本相對(duì)較高。

　　以電力資源為例，目前我國(guó)的電力分布并不均衡。北京大學(xué)能源研究院研究表明，陜西、浙江、吉林和湖南煤電利用小時(shí)均不足4500小時(shí)，屬于電力供給寬松的范圍；而江西超過6000小時(shí)，安徽接近5500小時(shí)，均為電力供給緊張。

　　去年9月，中國(guó)多個(gè)省份發(fā)布限電通知，由于電力短缺，中國(guó)臺(tái)灣有過多次突發(fā)停電情況。電力問題已經(jīng)成為了影響產(chǎn)業(yè)的核心問題，因此我國(guó)提出了“西電東送”，把需要大量能源的產(chǎn)業(yè)向能源相對(duì)豐富的地區(qū)轉(zhuǎn)移。

　　相同邏輯的“東數(shù)西算”也是國(guó)家又一項(xiàng)重要戰(zhàn)略工程。

“東數(shù)西算”，帶動(dòng)哪類半導(dǎo)體？

　　“東數(shù)西算”的本質(zhì)是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的遷移，“東數(shù)西算”工程吸引的大規(guī)模投資的帶動(dòng)效應(yīng)，將會(huì)有效擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈上各行業(yè)的投資。作為產(chǎn)業(yè)鏈上游，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也被注入了新的增長(zhǎng)動(dòng)力。而作為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)的三大類芯片，計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片和服務(wù)器芯片及接口芯片受益明顯，相關(guān)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體廠商也將有機(jī)會(huì)在這樣的市場(chǎng)背景下獲得發(fā)展。

計(jì)算機(jī)芯片

　　隨著數(shù)據(jù)處理量的提升，對(duì)于芯片的數(shù)量以及傳輸數(shù)據(jù)的速度都有較高的要求，因此負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)運(yùn)算的CPU、GPU、FPGA、XPU的需求也在提高。

　　CPU領(lǐng)域，龍芯中科在2021年龍芯推出了自主研發(fā)的LoongArch，包含近2000條指令，2020年新研發(fā)的CPU均支持LoongArch指令集。而基于龍芯打造的生態(tài)，聯(lián)想、清華同方等近百家廠商已推出了上百款龍芯桌面、服務(wù)器、網(wǎng)安、密碼的產(chǎn)品。

　　此外，基于國(guó)產(chǎn)CPU廠商飛騰的高性能服務(wù)器芯片、高效能桌面芯片、以及高端嵌入式芯片的解決方案也已經(jīng)覆蓋網(wǎng)信、電信、金融、數(shù)字城市等領(lǐng)域，涉及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、AI、區(qū)塊鏈等技術(shù)方向。

　　GPU領(lǐng)域，2021年12月，景嘉微發(fā)布了第三代具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能圖形處理器芯片——JH920，JH920主要應(yīng)用于中高端圖形顯示、通用計(jì)算、嵌入式等領(lǐng)域。支持4路獨(dú)立顯示輸出，支持多屏同時(shí)輸出，全面支持國(guó)產(chǎn)CPU、國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)固件，可廣泛應(yīng)用于PC、服務(wù)器、圖形工作站等設(shè)備，滿足地理信息系統(tǒng)、圖像匹配、信號(hào)處理、機(jī)載車載艦載顯控等顯示計(jì)算需求。

　　同年國(guó)產(chǎn)GPU廠商芯動(dòng)科技推出了國(guó)產(chǎn)高性能4K級(jí)顯卡GPU芯片“風(fēng)華1號(hào)”。“風(fēng)華1號(hào)”單芯片A卡渲染能力達(dá)到160GPixel/秒，F(xiàn)P32浮點(diǎn)性能達(dá)到5T FLOPS，支持Linux/龍芯/Windows/安卓操作系統(tǒng)圖形框架；而“風(fēng)華1號(hào)”雙芯片B卡FP32浮點(diǎn)性能達(dá)到10T FLOPS，可以對(duì)標(biāo)英偉達(dá)Tesla T4 GPU（FP32/8.1T FLOPS）。

　　FPGA領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)廠商包括安路科技、智多晶、紫光同創(chuàng)、博微視、高云半導(dǎo)體、深維科技、遨格芯電子等。不過正如國(guó)產(chǎn)CPU、GPU領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)FPGA芯片相對(duì)于國(guó)外公司的發(fā)展也相對(duì)較晚，目前賽靈思已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了7nm FPGA芯片的量產(chǎn)，而國(guó)內(nèi)量產(chǎn)的FPGA芯片大多仍處于55nm、40nm制程，僅有少量的28nm FPGA芯片出貨，不過復(fù)旦微已經(jīng)在研發(fā)14nm的FPGA器件。

　　相對(duì)來說國(guó)產(chǎn)計(jì)算芯片仍處在起步階段，國(guó)產(chǎn)廠商們需要在發(fā)展的過程中不斷探索、學(xué)習(xí)。對(duì)于國(guó)產(chǎn)廠商來說，在起步階段先求生存，借助現(xiàn)有生態(tài)的其他角色才能更好發(fā)展；長(zhǎng)期來看的需要擺脫兼容思路，站穩(wěn)腳跟后發(fā)展自有的核心技術(shù)。

存儲(chǔ)芯片

　　在數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長(zhǎng)的趨勢(shì)下，存儲(chǔ)芯片的數(shù)量和性能需求大幅上升。在這一領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)有長(zhǎng)江存儲(chǔ)、合肥長(zhǎng)鑫這樣的領(lǐng)先企業(yè)。

　　長(zhǎng)江存儲(chǔ)已經(jīng)在128層3D NAND閃存的生產(chǎn)收益率方面取得了進(jìn)展。長(zhǎng)江存儲(chǔ)已將64層3D NAND閃存制造的收益率提高到成熟水平并有望在2022年上半年實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)量增至10萬片的目標(biāo)。

　　專注DRAM的長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)也正在提高產(chǎn)量。2022年3月，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)的注冊(cè)資本增加至485.8億元人民幣。目前長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)已量產(chǎn)19nm DDR4/LPDDR4/LPDDR4X等，良率在70-75%。同時(shí)計(jì)劃在2022年將產(chǎn)量增加一番，達(dá)到每月120000片，中長(zhǎng)期目標(biāo)為300000片并計(jì)劃在年底量產(chǎn)DDR5。

服務(wù)器芯片和接口芯片

　　為了匹配以CPU日益提高的運(yùn)行速度及性能服務(wù)器芯片和內(nèi)存接口芯片也將得到發(fā)展。在這一領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠商瀾起科技可以提供業(yè)界領(lǐng)先的高性能、低功耗內(nèi)存接口芯片，內(nèi)存模組配套芯片，PCIe Retimer芯片等。值得一提的是，瀾起還擁有津逮CPU和混合安全內(nèi)存模組組成的津逮服務(wù)器平臺(tái)，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域有更多的可能性。

“東數(shù)西算”，是未來

　　“東數(shù)西算”在擴(kuò)大算力規(guī)模的同時(shí)能夠提高網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)全國(guó)算力規(guī)?；s化發(fā)展，保障中國(guó)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　同時(shí)通過加大數(shù)據(jù)中心在西部的布局，將大幅提升綠色能源使用比例，有利于促進(jìn)綠色低碳發(fā)展。

　　此外，加大算力設(shè)施在西部的建設(shè)力度和東部數(shù)據(jù)向西部的合理流動(dòng)，也會(huì)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，延展東部發(fā)展空間、提升西部網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，形成東西部共同平衡發(fā)展的格局。

　　“東數(shù)西算”還能帶來怎樣的可能性，我們翹首以待。