英偉達已封神，中國GPU初創企業面對差距，如何破局？
“目前還沒有能和A100媲美的產品”
GPU從90年底起步，經歷了早期的創業潮到現如今的寡頭壟斷——英偉達和AMD。英偉達在海內的市場佔有率從2008年的不到50%上漲到2022年的90%以上。
“海內的一些大模型創業公司，練習的算力，市面上買不到英偉達A100或者H100，要麼就是國外的算力卡。受禁令影響，英偉達又針對中國市場推出A800和H800，但非常難買到，市場上需求量也很大。”一位大模型創業公司人士告訴《深網》。
國產GPU公司主要有兩大方向，一是面向圖形處理的GPU晶片，包括芯動科技、摩爾執行緒、景嘉微等；另一類是面向通用計算的GPGPU（資料中心主要用 GPU 做 AI 計算和高效能計算，不需要影象能力）晶片，廠商包括壁仞科技、沐曦、燧原科技等。
一款GPU要經歷設計、驗證、流片、回片後的功能和機能測試、送往客戶測試、根據反饋進行軟硬體調優、獲取訂單並交付工廠大規模出產的流程。進入2020年，一些國產GPU公司正式流片。
芯動科技在2021年的11月和2022年的8月，先後釋出了“風華1號”4K級多路伺服器GPU和“風華2號”4K級四屏桌面GPU。其成立於2006年，在計算、儲存、連線等三大核心領域都有深摯的技術積累，在高速介面IP和晶片定製領域屬於有影響力的企業，連續十多年都實現了盈利，在2020 年轉向 GPU領域。
2022年1月，沐曦整合首款採用7nm工藝的異構GPU產品已正式流片。2022年8，壁仞科技釋出了首款通用GPU晶片BR100。摩爾執行緒在研發14個月後，於2022年3月末釋出第一代產品，同年11月，摩爾執行緒推出了基於其自研MUSA架構的多功能GPU晶片MT-春曉，以及國潮顯示卡MTT S80、面向伺服器的MTT S3000加速卡。
但流片對國產GPU公司來講，只是萬里長征走完了其中的一部分。
“目前國產GPU的機能還沒有能和A100和H100、或者A800或者H800相媲美的產品。國產一些GPU公司也做出了在算力上達到了A100或者達到H100算力水平的產品，但紙面算力和實際應用中的有效算力是兩碼事。”芯動科技GPU資深架構師殷亞雲告訴《深網》。
從市場的角度看，英偉達晶片的數目也很難支撐現在海內那麼多的公司來做大模型。王小川在4月公佈創業時表示，北京已有20-30家大模型創業公司。緊接著，商湯、第四正規化、科大訊飛等公司接踵推出大模型。
大模型創業潮也直接帶動了芯片價格的上漲。A100價格也從2022年12月開始上漲，目前每片晶片售價超過1.5萬美元。據《深網》瞭解，英偉達針對中國市場推出的特供版GPU晶片——A800，其每秒資料傳輸速率只有A100的三分之二，但其價格也已經漲到10萬元。
這些都為英偉達的硬體業務創造了海量訂單。據5月24日英偉2023財年第一季度財報，其收入達到71.92億美元，同比增長84%，淨利潤為27.13億美元，同比增長109%。其中，資料中心業務收入為42.8億美元，同比增長79%，環比增長18%，創下歷史新高。
國產替換下國產GPU的機會
“我們做晶片投資比較早，早些年我們並不太看GPU、CPU這種比較大的數字晶片，由於那時仍是一個全球化的市場，海內的產品很難去替換國外的產品。”晶片領域資深投資人Bob告訴《深網》。
在過去的十多年裡，中國有過院校、國資主導的晶片投資和創業，多集中在藍芽、WiFi 晶片、MP3 主控晶片等領域。而在GPU領域，分為傳統國產GPU，代表是景嘉微、中船重工709所、中船重工716所等，二是以芯動科技、摩爾執行緒、壁仞科技、沐曦為代表的GPU新勢力。
2020 年 5 月後，跟著美國對華為禁令進級，本來最有但願的海思 GPU 尚未流片就陷入停滯。國產替換的大背景下，GPU領域的創業公司的創業機會變得明朗起來。
國產GPU公司感觸感染到了資本的熱情。從2020年開始，GPU便成為海內晶片領域“最吸金”的賽道之一，融資總額已超過200億元。據統計，僅2020—2021年，通用GPU領域就有近20起融資事件發生。
2020 年 6 到 8 月，剛剛成立半年的壁仞科技密集表露了 3 輪大額融資，投資方包括啟明創投、IDG、高瓴、華登國際、中芯聚源等。壁仞密集融資的那一時期，英偉達中國區前負責人張建中創立摩爾執行緒，AMD 中國前圖形研發高階總監陳維良創立沐曦。
GPU新勢力的融資速度堪稱光速，摩爾成立不到 100 天，於 2021 年 2 月獲得了數十億元的 Pre-A 輪融資。截止2021年年底，這三家主要的 GPU 創業公司合計融資約 100 億元人民幣，其中壁仞融資超過 47 億元；壁仞、摩爾的估值迫臨 200 億元。
一些成立更早的GPU公司也在這一時期獲得了融資。2017 年成立的登臨科技，在 2020 年公佈獲得天使輪融資。
毋庸置疑，資本在GPU領域的熱情與國產替換相關，究竟有投資機構已經在半導體領域跑了出來。2018和2019年的中美貿易戰，整個全球化的市場被撕裂，晶片領域的國產替換成為剛需，一些晶片投資人看到了機會。
“元禾璞華就做得很成功，當時元禾璞華出手投了一批有規模的上市公司。”晶片投資人Bob透露。
但同時，“部門GPU企業透過大量融資，催生了大量的泡沫，給投資人以極高的期待，瘋狂燒投資人的錢，甚至用投資人的錢來補貼銷售，形成負毛利的產品，製造巨大的財務風險，這是需要非常警惕。”一位晶片領域不願具名的投資人告訴《深網》，“這種狀況假如持續下去，假如不尊重GPU產品規律，不能實現產品的正向銷售形成正向毛利，想要用擊鼓傳花的方式透過資本來催肥，這樣的企業一定是會暴雷的。”
“遇上A100/H100或要五到十年”
“從晶片設計的角度，海內跟國外仍舊有較大的差距，但差距沒有想象中那麼大。”芯動科技GPU資深架構師殷亞雲告訴《深網》，包括圖形顯示卡GPU和不帶圖形的GPGPU，並不存在特別大的技術門檻跨不過去的狀況，難的是，應用生態和架構迭代，從而晉升相容性和有效算力。”
為什麼國產GUP未來幾年內很難遇上英偉達？
“英偉達的競爭力在CUDA架構，CUDA供應鏈在整個行業裡面的滲透率都比較高。”雲岫資本晶片投資人嚴家呈告訴《深網》。
2006年，英偉達推出了 CUDA（Compute Unified Device Architecture，一種平行計算同一計算架構），CUDA的泛起，成就了現如今英偉達的市值巔峰。
目前，CUDA 擁有超過 400 萬開發人員，超過 3000 個應用程式，歷史上 CUDA 下載量達到 4000 萬，僅在前一年就達到了2500 萬。此外，已有 15000 家初創公司建立在英偉達的平臺上，全球有 40000 家大型企業正在使用加速計算。
現如今，CUDA 已成為一種 AI 基礎設施。對海內GPU公司來說，追趕英偉達難以逾越的是軟體壁壘。
在CUDA之前，英偉達的GPU只在螢幕上負責影象渲染設計。而CUDA不僅可以呼叫GPU計算，還可以呼叫GPU硬體加速，讓GPU擁有了解決複雜計算題目的能力；此外，CUDA不需要複雜的程式設計和調優，可以匡助客戶為不同的任務對處理器進行程式設計。
CUDA降低了GPU的使用難度。除了常見的PC機，無人車、機器人和VR頭盔等多種熱點的裝置都有GPU；而CUDA推出後很長一段時間內，只有英偉達的GPU能快速處理各種複雜的AI任務。
GPU 與 CUDA 相結合已經改變了 AI 行業的遊戲規則。如今，很多深度學習框架，包括 Caffe2、Chainer、Keras、MATLAB、MXNet、PyTorch、Theano和 Torch，都依靠 CUDA 提供 GPU 支援。
CUDA是在英偉達的軟硬體基礎上誕生的，受很強的專利保護，對海內的GPU公司來說，顯然短期內不可能建立起一個軟體生態，有些GPU公司選擇的路徑是在編譯器、資料庫層與 CUDA 做相容，但實際的相容效果並不盡如人意。
“沒有大量應用，國產GPU生態無從談起。生態是應用出來的，海內有足夠多的GPU場景應用，只要我們瞄準細分的應用領域，堅持商用路線，一個領域一個領域地去攻，我們一定可以產生國產GPU生態。”殷亞雲以為。
“國產GPU公司要追趕上A100或者H100，未來5年內是比較難的，未來10年內肯定有機會，未來15年肯定追得上。”一位GPU從業者告訴《深網》，“至少海內的企業在奮起直追，也有一定的後發優勢，只有腳踏實地去做，總會縮短和最進步前輩水平的差距。”
“大模型需求創造市場機遇”
中國 GPU 市場，大客戶是網際網路大廠，然後是自動駕駛公司和三大運營商等。
市場上一份流傳的“阿里AI專家交流紀要”顯示：阿里雲至少有上萬片的A100，整體能達到10萬片。阿里雲今年晶片採購量約1萬枚，其中6000枚是H800；百度年初下單3000臺 8卡的A800伺服器，共2.4萬張卡，預計全年百度會有A800和H800共5萬枚的需求。
“對網際網路大廠來說，穩定性肯定是第一位的，他們也會少量採購國產GPU晶片。”一位晶片投資領域人士告訴《深網》。
據稱，阿里雲也會採購國產晶片，例如寒武紀MLU370，機能是A100的60-70%。今年阿里雲對寒武紀MLU370的採購量大約在2000張，主要用於CV（計算機視覺）等領域小模型的練習或推理上。
此外，大部分企業採購GPU時更看重的是使用體驗，市場仍需要國產GPU公司去開拓。
“我曾跟海內的一家比較大的手機廠商交流過，從品牌來講，他們本身就不如蘋果和華為，假如手機的晶片再換成國產晶片，就更拼不過其競爭對手了。”晶片領域的投資人李晨告訴《深網》。
“國產GPU在設計製造維度沒題目，由於缺乏下游大客戶的支援，導致提高非常緩慢。”投資人Bob告訴《深網》。對國產GPU新勢力來講，其成立之初，都是想對標英偉達的，現在看來路還比較漫長。
但這並不意味著國產GPU毫無機會。
“我們已經在在測試一款國產GPU，即使機能上輕微弱點，但價格比英偉達優惠太多了。”一家雲遊戲公司人士告訴《深網》。
GPU領域從業者張思遠以為，目前國產GPU領域比較優秀的兩家公司是芯動科技和摩爾執行緒，他們的策略略有不同。芯動科技更側重在雲端等相對固定的場景，去迭代技術和生態，產品成熟後再逐步擴大應用場景。而摩爾執行緒看起來更側重遊戲顯示卡場景。
“例如，已有17年曆史的芯動科技擁有全套高速介面IP, 以及進步前輩工藝SoC體系架構和GPU核心創新能力，目前全球有近百家客戶，授權逾80億顆高階SoC晶片進入規模量產，成功率100%。”張思遠以為，做GPU, 芯動像英偉達一樣具備全套自研IP和深摯積累，迭代GPU的本錢上風顯著。目前風華GPU已經進入批次商用。
“有一件事情是確定的，就是未來5-10年，我們國產GPU的增速比擬於過去5-10年，增速一定是更快的。一是GPU這塊已經有自己的產品了，二是練習AI大模型的A800和H800也缺貨，海內的大模型練習缺基礎設施，這個動力會一直驅動著。”投資人嚴家呈表示。
對於樞紐的GPU生態而言，國家的產業政策上可能會去做一些攙扶，精英創業者都會想著在這個領域如何發力，這對國產GPU公司來說，去打造自己的生態會是一個非常有利的因素，而工業聯動天然會帶動國產GPU生態的發展。
中國是全球GPU第二大應用市場，正如黃仁勳在演講中提到的，“在中國如今假如你想跨入晶片工業創業，你會選擇進入哪個方向？GPU恰是可能的選擇”。對於國產GPU企業來說，需要長期的技術積累，透過不斷地應用迭代，實現規模商用，堅持十年坐冷板凳的精神，才有實現突破的但願。
（文中張靜、李晨、張思遠為化名。）
來源：視覺中國
