2024年深芯盟国产 AI 芯片+处理器+存储器厂商调研分析报告

一、Chiplet与高性能计算（HPC）芯片

• Chiplet（芯粒）：Chiplet是一种单独设计和制造的裸片，通过先进封装形式（如CoWoS）互连形成完整芯片系统，简化设计、降低成本、快速面市，并针对特定应用进行定制。
• Chiplet应用：主要应用于大算力AI芯片、GPU和CPU芯片，解决传统SoC设计难度大、良率低的问题。
• Chiplet挑战：高密度堆叠和信号互联、多物理场互相作用、标准化和兼容性。
• Chiplet标准：UCIe（UniversalChipletInterconnectExpress）由多家巨头联合推出，旨在通过统一接口规范促进Chiplet技术普及。
• HPC概述：高性能计算（HPC）利用超级计算机实现并行计算，具有高速计算能力、大规模并行处理、大规模数据处理等特点。
• HPC芯片：涵盖CPU、GPU、FPGA、ASIC、DPU等，例如Intel Xeon/Core、AMD EPYC/Ryzen、NVIDIA GeForce/Tesla/Ampere、Xilinx Virtex/Kintex/Zynq等。
• RISC-V架构：作为开源架构，RISC-V在性能功耗比方面领先，例如SiFive、Andes、阿里平头哥、中科院计算所等公司发布的高性能RISC-V处理器。

二、CoWoS与先进封装

• CoWoS：一种2.5D封装形式，将芯片堆叠在中介层上，实现高集成度、高布线密度和高I/O密度，例如英伟达算力卡芯片封装采用CoWoS方案。
• CoWoS技术：TSMC的CoWoS技术通过interposer尺寸的进步，提升芯片集成度和性能。

三、高带宽存储（HBM）

• HBM：高带宽存储器，通过将多个DRAM垂直堆叠，提供超大容量和超高带宽，满足高性能计算和人工智能领域对内存的需求。
• HBM技术：HBM拥有比GDDR4倍多的带宽，功耗仅为GDDR的一半，例如三星HBM3e提供高达9.8Gbps的I/O速率，传输速率超过1.2TBps。
• HBM发展：HBM4即将面世，计划将每个堆栈的通道数增加一倍，带宽扩展到2048GB/s。
• HBM技术趋势：三星提出在HBM与Logic芯片间采用OpticalIO技术进行数据互联。

四、存算一体技术

• 存算一体技术：解决传统冯诺依曼架构的“存储墙”和“能耗墙”问题，通过在计算单元周围集成存储单元，减少数据搬运，提高效率。
• 存算一体技术发展：美国Mythic公司最早推出存算一体芯片，中国国内2017年左右出现存算一体技术创业团队，目前新势力厂商如千芯科技、知存科技、九天睿芯和后摩智能等都在追赶第一梯队。
• 存算一体技术代表：NVIDIA Blackwell架构GPU、Intel Gaudi®3 AI加速器。

五、国产AI芯片/处理器/存储器厂商排行榜

• TOP10 AI芯片公司：Canaan INC、地平线、寒武纪、黑芝麻智能、华为海思、中星微、澜起科技、星宸科技、视海芯图、忆芯科技。
• TOP10 处理器公司：安路科技、遨格芯、全志科技、芯驰科技、瑞芯微、四维图新、智多晶微、中科本原、芯瞳半导体、中天恒星。
• TOP10 存储器公司：长江存储、长鑫存储、佰维存储、宝存科技、得瑞领新、山东华芯、兆易创新、中科昊芯、紫光国芯、澜起科技。

六、国产AI芯片+处理器+存储器厂商信息汇编

• 收录厂商：共收录汇编了国产AI芯片公司56家、处理器芯片公司38家及存储器厂商31家。
• 厂商画像：包括技术亮点、企业简介和应用场景概括性介绍。

七、结语与展望

• 芯片类型占比：高性能计算（HPC）和存储类芯片占据约1/3，AI芯片仅有5家上市，高性能处理器有15家公司上市，存储器、模组和主控芯片厂商有12家上市公司。
• 未来增长动力：AI和智能驾驶将是驱动这三大类芯片未来增长的主要动力，信创市场将是国产CPU和存储器的一个主要应用驱动力。