我国云计算产业上游核心硬件发展现状

一、自主研发状况

芯片产业一直是中国科技产业尤其是ICT 产业的软肋，长期受制于人。在云计算领域，芯片产业仍是重中之重，处于云计算产业的上游位置。芯片的自主可控能力直接影响着云计算产业的自主可控水平，而囿于我国芯片产业整体发展较为薄弱的境况，我国云计算产业上游芯片的自主研发能力与发达国家相比仍有一定差距。

随着全球电子制造业的转移以及云计算产业的发展，中国已经成为全球最大的半导体市场，也成为增长最快的云计算市场之一。同时，由于国际竞争局势日趋复杂，贸易摩擦加剧，发达国家已经将禁止芯片技术和产品出口作为遏制竞争对手发展的重要工具。因此，无论从积极应对新技术竞争，还是从保障国家安全的角度，中国云计算芯片产业势必要加大研发力度，力争核心芯片不出现受制于人的情况。

当前，中国企业在计算、存储芯片等领域正持续进行着自主研发。

1.服务器芯片自主研发状况

当前，我国服务器芯片自主研发主要有以下几种方向：Alpha 架构、ARM 架构、MIPS 架构、X86 架构、Power 架构，涌现出基于 MIPS 的龙芯、基于 X86 的兆芯、基于 ARM的天津飞腾和华为鲲鹏 920 以及基于 Alpha 架构的成都申威等。基于精简指令集（RISC）原则的开源指令集架构 RISC-V 也获得众多国内科技公司的关注。（如表 1 所示）

Alpha 架构，目前国内研发该类架构处理器芯片的是成都申威，该公司基于该架构开发服务器芯片可以拥有自主扩展指令和发展路线的自主权。ARM 架构，目前国产服务器芯片企业当中有天津飞腾和华为研发服务器芯片，这两家厂商拥有 v8 架构无限制永久授权，可无限制基于 v8 架构开发、自主演进。

MIPS 架构，目前有龙芯基于该架构进行研发，早期龙芯曾计划基于该架构研发 PC 处理器，但成果不彰，龙芯如今转而基于该架构研发服务器芯片。

Power 架构，知识产权为 IBM 所拥有，2015 年向中国企业开放，不过由于其开放存在一定局限性，基于该架构研发的国产服务器芯片发展受到一定程度影响。（如表 2 所示）

2.存储芯片自主研发状况

中国厂商在高端存储芯片领域缺少核心技术，需与国外合作。目前，紫光国芯、武汉新芯等企业已经或正在建设存储芯片工厂，进行存储芯片领域的自主研发。紫光国芯业务涉及存储芯片的设计、生产、测试以及方案构建，主要专注 12 英寸 DRAM 存储芯片的研发。

福建晋华是国内较早开展存储芯片研发的企业，在福建、上海等地建有存储芯片工厂。2019 年，美国宣布对福建晋华实施禁售，禁止美国企业向后者出售技术和产品，该公司自主研发进程受到影响。（如表 3 所示）

二、芯片领域主要瓶颈

目前，国内芯片产业最主要的瓶颈集中在设计和制造环节。

在芯片设计环节，目前芯片仿真设计软件的核心技术都被美国企业垄断。仿真设计软件的出现，使得芯片设计以及超大规模集成电路生产的难度大为降低，该领域技术门槛较高，不仅要让计算机自动生成电路，还要模拟仿真优化，研发难度大。目前该领域主要的提供商有 Cadence 和Synopsys 等，仿真设计软件技术已经发展到了第三代，可以实现并行仿真，支持标准多核服务器。

在芯片制造环节，目前世界最先进的制程工艺——7nm 制程技术被跨国公司垄断，而我国的制程工艺还停留在22nm 和 16nm。制程工艺的滞后是造成我国芯片产业落后于发达国家的重要原因之一。制程工艺的自主研发已经刻不容缓，因为当前国际先进制程工艺的研发进展较快，例如台积电2020 年可投产 5nm 工艺，正在研发2nm 工艺，预计 2024 年可商用。因此，我国制造工艺领域的自主可控研发必须缩短周期。除此之外，7nm 制程最核心的制造设备目前全世界只有荷兰、日本等少数国家可以生产，我国在这方面也需要尽快突破。