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在最近两个月，国产半导体行业新闻层出不穷，引起了众多读者的关注。有朋友特别希望了解国产 GPU 的发展情况。其实，国产 GPU 的产业规模并不小，虽然与英伟达、AMD 等全球领军企业相比，还有不小的差距，但在国内各行业中，它们的地位同样非常重要。
尤其是在美国对中国半导体行业进行全面打压后，国产 GPU 的研发投入和产出开始同步上升。目前，国内主要的十家 GPU 公司中，有七家是在 2015 年之后成立的，其中五家是在 2018 年以后成立的，这与国内对半导体行业的需求增长以及资金投入正相关。
在市场需求和政策支持的双重推动下，目前国内的 GPU 企业皆展现出良好的发展前景。至于现状如何呢？总的来说，国产 GPU 的发展状况既不能说好，也并非糟糕。
每当提起 GPU，很多人第一时间都会联想到英伟达和 AMD，它们占据了全球 GPU 市场的大部分份额。在独立显卡市场，这两家几乎垄断，而集成显卡市场则由 AMD 与英特尔共同占据。经过多年的技术积累，国外半导体厂商在 GPU 领域建立了许多专利壁垒，其他公司要想迎头赶上，甚至超越，难度可想而知。
对于国内厂商来说，随着工艺制程和 EDA 等技术面临的封锁，自主研发领域与国际一流水平的差距依然很大。目前，国内自研 GPU 的领导者主要有景嘉微、壁仞科技和芯动科技等。景嘉微成立于 2006 年，是国内首批开始研发自主知识产权 GPU 产品的企业，随着时间的推移，也逐渐发展出一系列产品线，并采用国内成熟的制程工艺和自主架构。不过由于其与美国相关企业联系不多，在 2021 年被列入实体清单后，景嘉微表示其产品的生产与研发不会受到实质影响。
目前，景嘉微的最新产品是 JH920 独立显卡，该显卡支持 4 路显示输出与视频解码，支持 OpenGL 4.0、Vulkan 1.1 等图形编程接口，能够满足 4 路 4K@60fps 的 HDMI 2.0 外部视频输入。从参数上来看，JH920 的性能与英伟达在 2016 年发布的 GTX 1050 相似。虽然看似两者仅相差了 6 年，但 GTX 1050 实质上是英伟达 10 系显卡中的入门级产品，无法代表其当时的全部技术水平。
经过对比，我发现性能与 GTX 1050 相符的是 2010 年的 GTX 580，作为旗舰型号的 GTX 580 在当时的表现相对突出。因此可以认为，JH920 的性能基本上达到了英伟达 12 年前的技术水平。所以，总体来看，国产 GPU 的现状并不乐观，虽然在特定领域能够自给自足，但在中高端和个人消费市场仍有很大差距。
景嘉微代表的是国内自主知识产权的 GPU 企业，其产品主要服务于工业、人工智能、云计算和军用工业等领域，可以确保国内相关产业在被封锁的情况下也能保持运营。除此之外，国内还有许多 GPU 企业例如芯瞳半导体、壁仞科技、摩尔线程、沐曦集成电路、瀚博半导体、登临科技、天数智芯和芯动科技等，覆盖了 AI 计算、自动驾驶和深度学习等主要市场。
如果将采用 IP 授权及商用架构进行生产的 GPU 厂商纳入考量，则国产 GPU 的整体性能可能仅是次于美国企业。值得注意的是，全球 GPU 企业并不多，英伟达和 AMD 通过多年的合并与收购，已经确立了稳固的市场领导地位，除了极少数特殊需求外，独立 GPU 市场几乎被它们垄断。虽然缺乏防备，如果没有面对美国供应限制的压力，国产 GPU 的技术进步可能会滞后 20 年，而如今大约有 10 年的差距。
对于未来国产 GPU 的发展是否乐观，个人认为，凭借国家的政策支持和资金投入，国产 GPU 的前景是乐观的。然而，走向全球市场仍面临艰巨挑战。首先是英伟达和 AMD 的市场壁垒，它们通过产业联盟和专利限制等措施，几乎将所有威胁扼杀在摇篮中。除非国产 GPU 厂商能够创新出具有革命性的新产品，否则很难突破这些技术限制。
其次，国内 GPU 产业的发展仍受限于半导体制造水平。在国产光刻机取得重大突破之前，自研 GPU 芯片的性能上限已然显现。如果未来几年内光刻机还不能获得突破，国产 GPU 将面临被英伟达和 AMD 进一步拉大的风险。整体来看，GPU 研发与 CPU 研发相似，牵一发而动全身，既需要企业的迭代与升级，也需要光刻机等配套产业的同步发展，才能缩短与国际杰出水平的差距。此外，国内许多主流 GPU 企业依赖于商用 IP 授权，也就是购买商用 GPU IP 并进行修改。如果其供应商中断合作，可能会面临研发和生产的严重中断。
现阶段，国内功能突出的 GPU 企业多为以商用 IP 为主，大部分自研架构企业则集中在 AI 计算等领域，只有少数如景嘉微这样的公司在图形渲染显卡上有自己的自研架构。
因此，期待国产显卡在个人消费市场的突破，在短期内似乎不太现实，倒是 AI 计算方面值得期待。我们在未来可能会在自动驾驶汽车及其他智能系统中看到国产 GPU 的身影。但国产 GPU 面临的挑战依旧比较明显，主要集中在 IP 授权的不确定性、先进制程的不可控性（部分突出的 GPU 企业的芯片由台积电和三星代工），以及美国政策的影响。目前，国产 GPU 产业仍对国外 EDA 等技术有较高依赖性，相关产品尚未能实现直接替代，这意味着一旦美国进一步收紧半导体政策，非自研架构的 GPU 企业将承受较大压力。
或许有些读者会感到疑惑：“买来的 IP 就不能有点自主的东西吗？”其实，从产业发展的角度来看，国产 GPU 目前的自研与 IP 授权的并行机制是相当重要的。因为 GPU 架构自研的难度极高，需要大量的资源和时间投入，企业即使有政策和资金扶持，无法全力以赴进行自研，否则可能导致整个科研生态失衡。
因此，通过 IP 授权来研发自主架构 GPU，不仅可以培养国内的产业链和设计思路，还能促进资金流动，通过 IP 授权芯片的销售收入来弥补自研架构的研发投入，从而形成一个自我循环的研发体系。同时，这样还能保持企业对市场的敏感性，及时调整产品研发方向，避免投入巨资研发出不实用的产品。
总体来看，国产 GPU 的未来关键不在于个人消费市场，而是在自动驾驶和 AI 智能等商用及工业市场。这些领域恰恰是目前国内的强势区，通过在新能源汽车及其相关领域的突破和份额增长，国产 GPU 或许能开辟出一条与英伟达、AMD 截然不同的发展道路。
