|
元のタイトル: 「中国のチップの全体像、まずは 10,000 語の記事を読んでから、残りの部分を読んでください!」 》
出典: Chuangyebang 著者: Cheng Kuiyuan
2018年4月、米商務省はイランおよび北朝鮮に対する禁輸措置に違反したとして中国の大手通信機器メーカーZTEに制裁を課し、関係する米国企業に対し、最も重要なマイクロチップやその他の製品を含む部品を7年間ZTEに供給しないことを義務付けた。
米商務省は2019年5月、ファーウェイとその子会社70社をエンティティリストに追加したと発表した。これは通信大手ファーウェイなどが米国政府の承認なしに米国企業から部品を購入することを禁止する措置だ。
ZTE事件からファーウェイがエンティティリストに掲載されるまで、表面的には制裁措置ではあるものの、本質的には国内のチップの自律性の欠如を反映している。
税関データによると、中国の2018年の半導体輸入額は3120億5800万米ドルを超え、前年比19.8%増加し、過去最高を記録した。チップスは原油を上回り、我が国の輸入品の中で最大の品目となりました。
チップの輸出額は846億3600万ドルにとどまり、輸入額は輸出額の3.7倍となった。そして過去5年間のデータから判断すると、中国の半導体貿易赤字は拡大している。中国のチップ自給率は深刻なほど不足している。 2018年、中国のチップ自給率はわずか15％程度だった。
コアチップの自給率から見ると、プロセッサ、GPU、メモリなどのコアチップの自給率は著しく不足しているが、携帯電話チップ、人工知能、パッケージングなどでは国内企業の自給率は比較的高い。携帯電話チップでは、HuaweiのKirinチップが代表的で、その性能は世界をリードするレベルに達している。
包装と試験のリンクにおける技術は比較的低く、私の国は大規模な労働集約型国として固有の利点を持っています。国内のパッケージングおよびテスト分野には、Changdian Technology、Huatian Technology、Tongfu Microelectronics という 3 つの大手企業があります。これら 3 社はいずれも、世界のパッケージングおよびテスト業界でトップ 10 にランクインしています。
人工知能チップに関しては、国内の伝統的なインターネット大手と人工知能の新興企業が積極的に計画を立てている。アリババのHanguang 800、Cambrian NPU、Horizonの自動運転チップに代表される人工知能チップは目覚ましい成果を上げている。
全体的に、国内のチップ市場は規模が大きいものの、自給自足には欠けています。中低価格帯の製品は急速に発展しており、ニッチな分野では画期的な成果が達成されていますが、中核部分は他社による制御を受けています。
したがって、わが国は国家政策と資金の支援を得て、コア技術の獲得に力を入れ、国産チップの開発を積極的に進め、チップの国産代替を加速し、中国製チップを構築すべきである。
本稿では、チップ産業チェーン、デジタルチップ、AIチップ、アナログチップ、世界のチップの主な構造とプレーヤーなど、チップについて比較的包括的な紹介を行い、国内チップのチャンスを探ります。
チップ導入と産業チェーン
1. チップの紹介
スマートフォン、コンピューター、家電製品、自動車、さらには軍事産業など、チップは私たちの生活のいたるところに存在しています。チップのサイズは小さいですが、あらゆる産業の情報化とインテリジェンス化の基盤を築きました。
チップの歴史はトランジスタの誕生まで遡ります。 1947年、米国のベル研究所が世界初のトランジスタを製造しました。トランジスタの登場により、さまざまなデバイスや回路を誘電体基板上に集積することが可能となり、集積回路の概念が生まれました。
1958年、テキサス・インスツルメンツ（TI）に勤務していたジャック・キルビーは、ゲルマニウム（Ge）基板を使用して複数のトランジスタ、抵抗器、コンデンサを接続することで、世界初の集積回路の開発に成功しました。彼は、集積回路の効率が個別部品に比べて大きな利点があることを発見しました。ジャック・キルがゲルマニウムベースの集積回路を発明した数か月後、ロバート・ノイスがシリコン (Si) ベースの集積回路を発明しました。今日の半導体アプリケーションのほとんどは、シリコンベースの集積回路に基づいています。
トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなどの回路に必要な部品や配線は、半導体チップや誘電体基板の小片または複数の小片上に相互接続され、チューブシェルにパッケージ化されて、必要な回路機能を備えた小型構造になります。これは集積回路 (IC) であり、チップとも呼ばれます。チップ内のすべてのコンポーネントが構造的に一体化されており、電子部品の小型化、低消費電力、インテリジェンス、高信頼性の方向へ大きく前進しています。
2. 電子機器におけるチップの重要性
iPhone 11 Pro Maxを例に、電子機器におけるチップの重要性を見てみましょう。
背面カバーを外す マザーボードを取り外す マザーボードを分解する
iPhone 11 Pro Maxのマザーボード構造 オレンジ：Apple APL1092電源管理チップ 緑：Decawaveパッケージチップ（U1超広帯域チップ）
黄色: Cirrus Logic 338S00509 オーディオ デコーダー 青: Avago 8100 中/高周波 PAMiD RF トランシーバー 紫: Skyworks 78221-17 低周波 PAMiD RF トランシーバー 赤: Apple APL1W85 A13 Bionic SoC、SK Hynix 4GB メモリ統合 ピンク: STMicroelectronics STB601A0N 電源管理チップ
iPhone 11 Pro Maxのマザーボード背面構造 赤: 東芝 TSB 4226VE9461CMNA1 1927 フラッシュ
iPhone 11 Pro Max RF回路基板
青: Verizon 81013 -Qorvo パケット追跡モジュール オレンジ: Intel X927YD2Q モデム ベースバンド チップ 緑: Skyworks 78223-17 パワー アンプ 紫: Skyworks 13797-19 5648169 1927 MX
黄色: Intel 5765P10 A15 08B13 H1925 トランシーバー ピンク: Intel 6840P10 409 H1924 ベースバンド電源管理チップ 赤: Apple、USI 339S00648 WiFi/Bluetooth チップ
充電モジュール、出典：iFixit
オレンジ: Apple 338S00411 オーディオアンプ 黄色: Texas Instruments (TI) SN261140 バッテリー充電チップ 赤: STMicroelectronics (STMicroelectronics) ワイヤレス充電チップ
まとめると、電子機器にとってチップが重要であることがわかります。スマートフォンには多数のチップが搭載されており、さまざまな機能を提供します。具体的には、A13 Bionic SoC に統合されている CPU、GPU、ニューラル ネットワーク エンジン、外部ベースバンド チップはマイクロプロセッサです。 4G 実行メモリ RAM (DRAM) とフラッシュ メモリ (NAND フラッシュ) はどちらもストレージ チップです。 RF チップ (トランシーバー、パワーアンプ)、オーディオおよびビデオ マルチメディア チップ、および電源管理チップはアナログ チップです。
同様に、チップは他の電子機器や装置でも重要な役割を果たします。チップは、リモコン、エアコン、LED電球などの非スマートデバイスにも搭載されています。5G、AIoTなどの急速な発展に伴い、インテリジェンス、相互接続、クラウドコンピューティングなどでは、チップが果たす役割がますます重要になっています。特に、人工知能チップは、従来のチップメーカー、インターネット/テクノロジー大手、AI スタートアップにとって競争の激しい分野となっています。
三つ。チップの分類
チップを分類する方法はたくさんあります。処理する信号に応じて、チップはデジタル チップとアナログ チップに分けられます。
デジタル信号: 情報パラメータが時間と振幅に関して離散的な信号。アナログ信号をサンプリングして量子化することで得られる離散信号であり、2進数（0/1）で表現されます。その特徴は、時間と振幅の離散的な変化、保存が容易、減衰がなく、高速処理に適していることです。
アナログ信号: 温度、圧力、音、画像などの情報パラメータは、指定された時間範囲内の連続信号として表現されます。その特徴は、振幅が時間とともに連続的に変化し、私たちが住む物理的な世界を忠実に反映できる一方で、減衰しやすく保存が難しいことです。
デジタル チップはデジタル信号を処理し、アナログ チップはアナログ信号を処理します。スマートフォンを例にとると、写真撮影によって得られた画像、認識に必要な指紋や顔などの外部アナログ信号は、アナログチップで処理され、その後、アナログ-デジタルモジュールを介してデジタル信号に変換され、デジタルチップで処理されます。処理されたデジタル信号は、必要に応じて外部送信用にデジタル-アナログ チップを介してアナログ信号に変換されます。
4つ。チップ産業チェーン 1. 上流：国際的な大手企業がハイエンド汎用チップを独占し、国内企業は追い上げに努める
チップ設計は、アーキテクチャの選択、ロジック設計、回路設計、パッケージ設計などの一連のステップを含む、チップ業界チェーンの最上位にあります。
DIGITIMES Researchのデータによると、2018年に収益面で世界のIC設計企業トップ10にランクインした中国本土企業は、Huawei HiSiliconのみでした。 Huawei HiSiliconに代表されるモバイルプロセッサチップ設計メーカーは世界の最前線に進出しているものの、国内のチップ設計の全体的なレベルは国際的なチップ大手と比べると依然として大きな差があり、CPU、GPU、FPGAなどのハイエンド汎用チップは依然として国際的な大手によって独占されています。 近年、我が国のデザイン産業は急速に発展しており、その成長率は国際平均をはるかに上回っています。 Huawei HiSiliconは7nmの先進プロセスを実現し、5Gチップ技術でも世界の最先端に立っています。 Ziguang ZTEとDatangは5Gを積極的に展開しています。 Goodix Technologyの指紋認識チップは、ほとんどの国内スマートフォンに使用されています。 Cambrian と Horizon Robotics の AI レイアウトは国際的に普及しつつあります。
（１）チップ設計のビジネスモデル
チップ設計のビジネスモデルに応じて、IP 設計とチップ設計に分けられます。
IP 設計とは、チップ IP コア (IPcore) を設計することです。 IP コアは、一般的に使用されるチップ設計モジュールです。今日では、チップの設計は完全にゼロから始める必要はなくなりました。これはいくつかの成熟した IP コアをベースとしており、これに基づいてチップ機能が追加されています。
ARM を例に挙げてみましょう。同社はチップを自社で生産するのではなく、プロセッサライセンス、プロセッサ最適化パッケージライセンス、アーキテクチャライセンスの3つのライセンス方式をビジネスモデルとして採用している。チップ設計会社はARMから認可を得て、ARMチップのIPコアを入手し、これを基にさらなるチップ開発を行います。
チップ設計、つまり、独立したアーキテクチャまたはライセンスされたアーキテクチャを通じて、市場セグメントのニーズに基づいたターゲット開発。
（２）チップアーキテクチャ
設計段階で最も重要なことは、命令セットアーキテクチャを選択することです。
命令セットアーキテクチャは単なる命令の集合ではなく、ソフトウェアと組み合わせたハードウェア情報も定義し、ハードウェア回路を使用して命令セットで指定された操作を実装します。プロセッサ アーキテクチャ設計は、現在のチップ業界における最高かつ最も重要なレベルです。
命令セット アーキテクチャは、プロセッサの基盤となるハードウェアとその上で実行されるソフトウェア間のブリッジとインターフェイスを構成する抽象レイヤーとして理解できます。これは、現在のコンピュータ プロセッサにおける最も重要な抽象レイヤーでもあります。
現在、世界の主流アーキテクチャとしては、ARM が主導する ARM アーキテクチャと、Intel が主導する x86 アーキテクチャがあります。全体的に、ARM アーキテクチャと x86 アーキテクチャがアーキテクチャ市場全体をほぼ分割しています。柔軟で合理化されたオープンソースの機能を備えた RISC-V アーキテクチャも注目を集めています。 IoTやAIなどのチップ分野で大きな可能性を秘めており、中国製チップにとって新たなチャンスとなっている。
① CISCとIntel x86
現在一般的に使用されている PC やサーバーでは、主に Intel や AMD の CPU が使用されています。このタイプの CPU で使用される命令セットは、複雑命令セット コンピュータである CISC (Complex Instruction Set Computer) に属します。 CPU は多くの命令セットをサポートできますが、初期の CPU はすべて CISC に基づいていました。
1978 年 6 月 8 日、Intel は世界初の 16 ビット マイクロプロセッサを開発し、「i8086」と名付けました。チップの基本的な使用ルールを定義した x86 アーキテクチャが誕生しました。その後数十年にわたり、x86 アーキテクチャは改良を続け、x86 命令セットは今日まで標準として使用され、Intel は業界のリーダーとなっています。
2003 年、AMD は業界初の 64 ビット プロセッサである Athlon 64 をリリースし、x86 命令セットの 64 ビット拡張スーパーセットである x86-64 もリリースしました。そこからIntelとAMDの戦いが始まった。
② RISCとARM
モバイル インターネット時代の到来により、低消費電力に対する要求がますます高まっています。 x86 アーキテクチャの命令セット全体の中で、頻繁に使用される命令は約 20% のみです。そこで、1979年にカリフォルニア大学バークレー校のデビッド・パターソン教授はRISCの考え方を提唱し、ハードウェアはよく使われる命令の高速化に重点を置き、より複雑な命令はよく使われる命令を使って組み合わせるべきだと主張しました。
RISC (Reduced Instruction Set Computer) は、縮小命令セットコンピュータです。 RISC は、CISC 命令の種類と形式を合理化し、アドレス指定方法を簡素化することで、省電力と高効率を実現します。携帯電話、タブレット、デジタルカメラなどのポータブル電子製品や IoT 製品に適しています。
1980年代に、ARMはRISCアーキテクチャに基づいた独自のチップの製造を開始し、徐々に成長して最終的にIntelを打ち負かし、現在のモバイルチップの王者になりました。現在、Huawei KirinやQualcomm Snapdragonをはじめ、ほとんどの携帯電話端末やIoTデバイスチップはARMアーキテクチャに基づいて設計されています。
2007年にiPhoneが発売され、モバイルインターネットの時代が到来しました。初代 iPhone のプロセッサ チップは ARM アーキテクチャを使用して設計されました。 2008 年に、Google は ARM 命令セットに基づく Android システムを発表しました。それ以来、スマートフォンの急速な発展により、ARM はスマートフォン市場における支配的な地位を確立しました。
③ RISC-VとAIoT
現在、5G、モノのインターネット、人工知能などの技術が活発に発展しており、さまざまな垂直産業に役立つ端末やモジュールを生産・製造する企業が増えています。アーキテクチャの選択に関しては、x86 はクローズド テクノロジーであり、ARM アーキテクチャには高額なライセンス料金が必要です。この事件でRISC-Vが誕生し、登場しました。
RISC-V 命令セットは非常にコンパクトで柔軟性があります。最初のバージョンには 50 個未満の命令が含まれており、固定小数点演算や特権モードなどの基本機能を備えたプロセッサを実装するために使用できました。 RISC-V アーキテクチャはオープンソースアプローチを採用しており、その命令セットはあらゆる目的で自由に使用できるため、どの企業にも特許料を支払うことなく、誰でも RISC-V チップとソフトウェアを設計、製造、販売できます。
現在、RISC-V Foundationにはプラチナ会員18社を含む合計235社の会員企業が所属しています（2019年7月10日時点のデータ）。これらのメンバー組織には、半導体設計・製造会社、システムインテグレーター、機器メーカー、軍事企業、科学研究機関、大学など、さまざまな組織が含まれており、RISC-V の影響力は絶えず拡大していることがわかります。
RISC-Vに注力している代表的な企業は、ARM、Synopsys、MIPS、Cadenceに次いでIP分野で第5位に位置するAndes Technologyです。アンデステクノロジーは2005年に設立されました。会長はMediaTekの会長である蔡明凱氏です。当社は創業以来、組み込みCPU IPに注力し、13年の歴史を誇ります。同社は現在、主に低消費電力かつ高性能なCPUの開発に取り組んでいます。 CPU IP に加えて、プラットフォーム周辺 IP、ソフトウェアおよびハードウェア開発ツール、エコシステムを含む完全なソリューション セットも提供します。
中国は海外のチップ大手による支配を回避するために、ソースからのチップ独立性を実現するRISC-Vベースのチップ設計に注力し始めている。 2018年7月、上海経済情報委員会は中国で初めてRISC-Vをサポートする政策を発行しました。 10月に中国RISC-V産業連盟が設立されました。製品面では、C-SKY MicroelectronicsとHuami TechnologyがRISC-V命令セットをベースにしたプロセッサを相次いでリリースしている。
RISC-Vをベースに開発された黄山1号（Huami）は、ウェアラブル分野における世界初の人工知能チップです。 2019年7月25日にヘマタイト910が正式に発売されました。これは平頭Geセミコンダクター設立後の最初の製品です。 XuanTie 910 は RISC-V プロセッサ IP コアをベースにしています。開発者は FPGA コードを無料でダウンロードし、チップのプロトタイプ設計とアーキテクチャの革新を実行できます。業界をリードする半導体サプライヤーであるGigaDeviceは、2019年8月22日にRISC-Vコアをベースにした32ビット汎用MCU製品であるGD32Vシリーズを正式にリリースし、チップからプログラムコードライブラリ、開発キット、設計ソリューションまで完全なツールチェーンサポートを提供し、RISC-V開発エコシステムの構築を継続しています。 2. ミッドストリーム：国際的な大手企業が技術をリードし、国内メーカーがチップ設計開発を支援
チップ産業チェーンの中流には、ウェーハ製造とパッケージングテストが含まれます。
上流と中流が統合されているかどうかに応じて、チップ/半導体業界には 2 つのモデルがあります。
IDM とも呼ばれる垂直統合モデルは、設計、製造、パッケージング、テストを含む企業のビジネスに属します。 IDM モデルの代表的な企業としては、Intel、Texas Instruments (TI)、Samsung などがあります。
垂直分業モデル: 分業モデルを採用する企業は、1 つの事業のみに特化します。例えば、NVIDIA と Huawei HiSilicon はチップ設計のみを行っており、製造事業は行っておらず、ファブレスと呼ばれています。一方、TSMC、SMIC、GlobalFoundries に代表されるファウンドリは、ファウンドリ製造のみを行っており、ファウンドリと呼ばれるチップ設計には関与していません。
TSMC は世界のファウンドリ業界で絶対的なリーダーであり、50% の市場シェアを占めています。 TSMC の先端プロセスの開発進捗は、業界の発展速度をほぼ決定します。中国本土の代表的なファウンドリとしてはSMICや華虹半導体などがあり、その中でSMICは世界のウエハーファウンドリ企業の中で第5位にランクされています。
（１）ウエハ製造
専業ファウンドリ業界は高度に集中しており、上位 4 社の専業ファウンドリが世界市場シェアの 85% を占め、TSMC 単独で市場シェアの約 60% を占めています。 SMIC、華虹半導体、華利微電子に代表される中国本土のウエハーファウンドリメーカーは、国際的な大手企業と比べると依然として大きな差がある。
チップ製造プロセスでは、チッププロセスによってファウンドリの進歩レベルが決まります。チップ製造プロセスは、集積回路のサイズを特徴付けるために使用されるパラメータです。ムーアの法則の発展に伴い、プロセスは0.5um、0.35um、0.25um、0.18um、0.15um、0.13um、90nm、65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nmから現在の10nm、7nm、5nmへと進化してきました。現在、28nm は従来のプロセスと高度なプロセスの境界線となっています。
TSMCを例にとると、ウエハー製造プロセスは数年ごとに更新されます。近年、世代サイクルは短くなっています。 TSMCは2017年にすでに10nmの量産を開始しており、今年は7nmの量産、2020年には5nmの量産が予定されている。iPhone 11のA13 BionicチップはTSMCの7nmプロセスを採用している。ウェハ製造技術の向上に加え、下流のパッケージングおよびテスト技術も継続的に発展しています。
TSMCはすでに5nmの試作生産を開始している。サムスンはTSMCに対抗するため、3nmプロセスを開発すると発表した。中国本土の工場とTSMCの間のギャップは約2世代です。最も先進的なSMICは、今年第1四半期に14nmプロセスの量産に成功したばかりで、現在は12nmの征服に向け懸命に取り組んでいる。 2位の華虹半導体に関しては、先端プロセスにはまだ程遠い状況だ。
SMICの存在は中国本土の半導体産業にとって大きな意義を持っています。金儲けは二の次であり、主な目的はハイレベルな半導体製造産業の自立を支援し、設計、製造、パッケージング、テスト産業チェーン全体の改善を促進することです。同時に、上流の現地半導体装置・材料メーカーへのサポートも提供可能です。
ウェーハファウンドリの出現により、新規参入者が半導体業界に参入する際の技術的および財政的障壁が低くなり、多くの IC 設計会社が誕生しました。
（２）包装試験
パッケージングとテストは集積回路製品プロセスの最後の工程であり、その技術は比較的簡単です。パッケージングとテストは 2 つのプロセスです。パッケージングとは、回路を包み、接触ピンを外側に残すことです。テストは、チップのパフォーマンスが設計要件を満たしているかどうかを確認することです。
包装技術の敷居は比較的低く、国内の開発基盤も比較的良好なため、設計・製造よりも包装・試験業界の追い上げが早い。あらゆる面で世界をリードする最初の中国半導体企業は、パッケージングとテストの業界から出現する可能性が高い。国内のパッケージングおよびテスト分野には、Changdian Technology、Tianshui Huatian、Tongfu Microelectronics の 3 つの大手企業があります。これら 3 社はいずれも、世界のパッケージングおよびテスト業界でトップ 10 にランクインしています。
長期的な視点で見ると、国内の包装・試験技術は世界的な進歩に追いついています。国内の上流チップ設計企業の台頭と下流を支えるウエハー工場建設ロジックの実現、そして国家政策と産業資本の支援により、国内のパッケージングおよびテスト企業があらゆる面で台湾メーカーを上回る可能性が高まっています。
3. 下流
業界チェーンの下流には、主に人工知能ソリューションプロバイダーなど、ソフトウェアとハードウェアの統合ソリューションを提供するシステム統合企業が存在します。下流企業は、特定の業界や特定のニーズに合わせてアルゴリズムとシステムソリューションをカスタマイズすることで、実体経済に力を与える直接的な当事者となります。
主な用途としては、スマートドライビング、スマートセキュリティ、スマートボイス、スマートロボット、スマートフォン、AIoT などがあります。
デジタルチップ
デジタル チップは、個別の信号を送信および処理し、デジタル信号の論理演算と操作を実行する回路です。デジタル チップは、コンピューター、デジタル制御、通信、自動化、計測機器に広く使用されています。デジタル チップには、プロセッサ (CPU、GPU、ベースバンド チップなど)、メモリ (DRAM、NAND フラッシュ、NOR フラッシュ)、ロジック回路 (FPGA など) が含まれます。
私たちが普段使っているパソコンやMac、スマートフォンなどの電子機器に搭載されているCPUやGPUなどは、すべてデジタルチップです。 AIの発展に伴い、FPGAやASICなどのチップがますます注目されています。同様に、私たちがよく知っているメモリやフラッシュメモリに代表されるストレージチップもすべてデジタルチップです。
1.マイクロプロセッサCPUとGPU：汎用チップなので、中国が追いつくのは非常に難しい
1. CPU
（１）二大巨頭：インテルとARM
CPU（中央処理装置）は、電子機器やクラウドで広く使用されている中央処理装置です。汎用チップである CPU は、さまざまな種類のタスクを実行でき、頭脳として機能します。主な機能は、コンピューターの命令を解釈し、コンピューター ソフトウェアでデータを処理することです。
インテルはCPUプロセッサを主に開発する大手企業であり、パソコン部品およびCPUの世界最大手メーカーです。 1971 年、インテルは計算機に使用される世界初のマイクロプロセッサ 4004 を発売しました。 1978年には、16ビットのデータ処理が可能で周波数が5MHzの8086を発売した。これは最初の x86 チップでした。 IBM は最初の PC に 8086 の簡素化されたバージョンである 8088 を使用しました。インテルのCPUによってもたらされたコンピュータとインターネットの革命は、世界全体を変えました。インテルの歴史はCPUの発展の短い歴史であると言えます。
しかし、iPhoneなどのスマートフォンの登場とモバイルインターネットの急増により、Intelは優位性を維持できず、モバイル機器のCPU分野でARMチップに徐々に敗北していった。 ARM は RISC 縮小命令セット アーキテクチャを採用し、低コスト、低消費電力、高効率のチップに重点を置いており、モバイル デバイスで大きな利点を持っています。現在、世界中のスマートフォンとタブレットの 95% 以上が ARM アーキテクチャを使用しています。 ARMとIntelの戦略路線は全く逆であることが分かります。 Intel は常に全産業チェーンのビジネスモデルを堅持してきましたが、ARM はオープンな Win-Win 協力モデルです。
（２）国内主要プレーヤー
国内企業にとって、CPUは世界のトップ企業に追いつくのが最も難しいチップです。国内の主要CPU企業としては、Loongson、Zhaoxin、Huawei Kunpeng、Feitengなどがあります。
一部の CPU のパフォーマンスは Intel に追いつき、あるいは上回っていますが、国内 CPU に対する完全な産業エコシステムのサポートが不足しているため、国内企業は依然として市場リーダーと直接競争できていません。国内企業は主に国家レベルで金融、安全保障、軍事産業、航空宇宙などの分野で使用しており、民間分野では大きな市場はありません。
①Loongsonは中国科学院発祥の企業で、PC用CPUの販売台数が中国国内最大です。
最新世代の Loongson 3A4000/3B4000 プロセッサは 28nm プロセスを使用します。周波数はLoongson 3A3000の1.5GHzから2.0GHzに増加しました。アーキテクチャはGS464Vにアップグレードされ、対応するチップセットも28nmプロセスを使用してLoongson 7A2000にアップグレードされました。 Loongson 3A/B3000プロセッサの出荷台数が30万台を超えました。 14nmプロセスに移行すれば、AMDのZenシリーズプロセッサのレベルに到達できるようになると言われています。
② 肇信は2013年に設立され、VIAと上海政府系ファンドの合弁企業である。 x86 認証を取得しており、中国における高性能 X86 プロセッサ開発の基盤となっています。
Zhaoxin と Antec は協力して、国産の独立した制御可能なネットワーク セキュリティ プラットフォームをリリースしました。また、LoongsonおよびFeitengと提携し、Loongson 3A3000/3A4000、Zhaoxin C4600、Feiteng FT1500A/2000シリーズを発売しました。
今年6月に発売されたZhaoxin KX-6000およびKH-30000シリーズは、プロセスを16nmプロセスにアップグレードし、中国初のメイン周波数3.0GHzの汎用CPUとなった。 4コアと8コアの2つの仕様があり、PCIe 4.0とデュアルチャネルDDR4メモリもサポートしています。対応するチップセットはKH-3000シリーズにアップグレードされました。
③ Huawei Kunpeng、Huawei Kunpeng 920は、ARMアーキテクチャと互換性のある業界初の64コアデータセンタープロセッサになります。
性能面では、クアッドコア版はCore i5 6300Hと同等、8コア版はCore i5 8300Hと同等です。 7nm プロセスを使用して製造されたこのプロセッサは、ARMv8 アーキテクチャに基づいており、64 個の 2.6GHz コアを備え、8 チャネル DDR4、PCIe 4.0、および CCIX 相互接続チップをサポートしています。
9月、ファーウェイは深セン電力業界でKunpeng国産CPUエコシステムの導入を主導し、徐々にインテルCPUに取って代わっていった。
④ Feitengはデスクトップ用と組み込み用チップの両方に高性能製品を提供できる国産CPU企業であり、国産チップの主流を代表する企業の一つです。
2019年8月現在、500社以上のソフトウェア・ハードウェアパートナーと連携し、6つのカテゴリーで300以上の完成機製品を開発し、1,000種類以上のソフトウェアを移植・最適化してきました。
2019年8月26日、国内有数の独立系警備会社である中国長城集団が天津飛騰の株式35％の買収を完了し、天津飛騰の筆頭株主となった。
2. GPU
GPU (Graphics Processing Unit) は、グラフィック プロセッサとも呼ばれ、もともとはパーソナル コンピュータ、ワークステーション、ゲーム コンソール、一部のモバイル デバイスでグラフィック操作を実行するために使用されるマイクロプロセッサでした。しかし、並列コンピューティング機能があるため、GPU は現在 AI チップの分野でも広く使用されています。
CPU アーキテクチャでは、ストレージ ユニットと制御ユニットを配置するために多くのスペースが必要です。それに比べて、演算ユニットはごく小さな部分しか占めていないため、大規模な並列演算能力は極めて限られており、論理制御に優れています。しかし、より大規模でより高速な処理速度を求める人々の要求が高まるにつれ、CPU ではその要求に応えられなくなり、GPU が誕生しました。
GPU と CPU の最大の違いは、CPU のシリアル コンピューティングと比較して、GPU は並列コンピューティングであり、多数のコンピューティング ユニットを同時に使用してコンピューティングの問題を解決できるため、コンピューター システムのコンピューティング速度と処理能力が効果的に向上することです。人工知能にとって、GPU は大量の並列コンピューティングを伴うディープラーニング アルゴリズムに最適であるため、AI 時代のコンピューティング アクセラレーション ハードウェアの第一選択肢となっています。 (1) GPUキング - NVIDIA
Nvidia は世界最大の独立系 GPU サプライヤーです。 NVIDIA は 1993 年に Jen-Hsun Huang 氏と他の 3 名によって設立されました。現在、同社は世界のGPU業界の市場シェアの70％以上を占めており、主力製品であるGPUは収益シェアの84％を占めています。独立系 GPU 市場は、NVIDIA と AMD という 2 つの巨大企業による構造を形成しています。
（２）GPUの国内主要プレーヤー
技術、人材、特許に制限があるため、国内の GPU メーカーは国際的な大手企業との間に大きな差があります。 Jingjiaweiは、中国でのGPUの大量生産において唯一の業界リーダーになりました。
①国内GPU産業のリーダーであり、A-Share市場にリストされている唯一のGPUチップ設計会社であるJingjiaweiが2006年4月に設立されました。
研究開発は国立防衛技術大学によって支援されており、私たちは新技術に関する国内外のアルゴリズム企業と積極的に協力しています。独立した知的財産権を備えた最初のグラフィックス処理チップJM5400が使用され始めました。
②xiyou microelectronics、埋め込みGPU -Firefly 1、埋め込みGPUチップ。このプロジェクトは国内のギャップを埋め、技術全体が国内の主要レベルに達しました。
Xmachine GPUサーバーとSothis AI人工知能プラットフォームに代表されるSugonは、金融人工知能アプリケーション向けにカスタマイズされた開発製品とサービスを提供しています。チップ、ボード、完全な機械、プラットフォーム、および開発アーキテクチャから、金融機関の人工知能アプリケーションを完全にサポートし、金融サーバーのパフォーマンスを向上させ、金融リスクを制御しています。
2。メモリチップ：大規模な投資、高いしきい値、および州からの強力なサポートが必要
鋼鉄と油が産業時代の「食物」であるように、記憶チップは半導体産業の発展にとって最も重要な「食物」です。入力生データ、コンピュータープログラム、中間操作結果、最終的な操作結果を含むコンピューター内のすべての情報がメモリに保存されます。
停電後に保存されたデータが失われるかどうかに基づいて、半導体メモリチップを2つのカテゴリに分割できます。
1つのタイプは不揮発性メモリであり、停電後にデータを保存できます。これは主にNand Flashで表され、SSDS（ソリッドステートドライブ）で一般的に見られます。他のタイプは揮発性メモリであり、停電後にデータを保存できません。これは主にDRAMで表され、コンピューターおよび携帯電話のメモリで一般的に使用されています。 NAND FlashとDRAMに加えて、比較的少ない容量で、一般的に64MB未満のNorflashも含まれており、ドライブ回路アルゴリズムとコードを保存するために使用され、携帯電話、自動車電子機器、産業制御、その他の分野で使用されます。
出力値の構成の観点から、DRAM、NAND Flash、およびNOR Flashは、メモリ業界の中核部分です。これは、一方で、携帯電話オペレーティングシステムとますます豊富なアプリケーションソフトウェアの継続的なパフォーマンスが、携帯電話が埋め込まれたフラッシュメモリの能力に大きく依存しているためです。一方、すべてのインターネットなどの新しいテクノロジーの出現により、データの量が急速に拡大しています。
1。ドラム
DRAM（動的ランダムアクセスメモリ）が最も一般的なメモリです。データを短時間しか保持できません。最も一般的なアプリケーションは、PCのメモリです。データを維持するには、コンデンサがストレージに使用されるため、定期的にリフレッシュする必要があります。ストレージユニットが更新されていない場合、保存された情報が失われます。
業界の観点から見ると、初期のコンピューターアプリケーションは、DRAM業界全体の最大90％を占めています。 2016年から、大容量のスマートフォンが増加したことで、スマートフォンはPCを徐々に交換して、DRAM業界の主流になりました。同時に、クラウドサーバーDRAMの需要の出現がこれに大きく貢献しています。 Facebook、Google、Amazon、Tencent、Alibabaなどの企業は、ネットワークストレージシステムを常に拡大しており、クラウドストレージとクラウドコンピューティングの需要の増加により、サーバーDRAMが離陸する需要が促進されています。現在、DRAM産業は、米国と韓国の3つの主要な記憶会社によって独占されています。 Samsung、Hynix、およびMicronは、世界市場の95％以上を占めています。
国有企業の場合、DRAMは産業投資と参入に大きな障壁を必要とし、州からの強力なサポートが必要です。現在、3つの主要な国内メモリチッププロジェクト、Hefei Changxin、Fujian Jinhua、およびYangtzeメモリは、記憶チップの国内代替の希望となっています。
2。ナンドフラッシュ
NANDフラッシュは、フラッシュメモリの最も重要なタイプです。 NANDフラッシュメモリには、大容量と速い書き換え速度の利点があります。大量のデータを保存するのに適しており、ソリッドステートドライブで最も一般的に使用されています。
Nand Flashはストレージ粒子に依存してストレージを実現し、データを保存するための最小のユニットはセルと呼ばれます。技術的な観点から、NANDフラッシュは2Dプロセスと3Dプロセスに分割できます。従来の2Dプロセスは「紙」に似ていますが、「紙」の能力にはボトルネックがあります。大容量端子のニーズを満たすために、4つの主要なフラッシュメモリメーカー、サムスン、インテル、ミクロン、および東芝はすべて、マルチ層フラッシュメモリ（3D NANDフラッシュ）の開発を開始しました。 IntelとMicronによって導入された3DXPointは、NAND Flashの発売以来、最も画期的なストレージテクノロジーです。シングルレイヤーメモリスタッキングを介して2D NANDストレージチップの容量制限を突破し、メモリ容量を大幅に増加させます。したがって、3D NANDテクノロジーには4つの利点があります。1つ目は、2D NANDフラッシュの1,000倍高速です。第二に、コストはDRAMの半分にすぎません。第三に、サービス寿命は2D NANDの1,000倍です。第四に、密度は従来のストレージの10倍です。
従来の貯蔵ジャイアンツのサムスンエレクトロニクス、SKハイニックス、ミクロンテクノロジーに加えて、東芝とウエスタンデジタルも、NANDフラッシュ分野では無視できない重要な力です。 DRAMのように、国内企業は依然として国の支援政策や資金から強力な支援を必要としています。
3。メモリチップの風景：海外の巨人が独占し続けており、国内企業はニッチ市場から市場に参入することができます 全体として、DRAMとNANDフラッシュは、メモリチップ市場の96％以上を占めています。 Flashにはストレージ容量が少なく、そのアプリケーションはコードストレージに焦点を当てています。消費者ストレージアプリケーションでNAND Flashに置き換えられる傾向を示しています。現在、機能的な携帯電話、セットトップボックス、ネットワーク機器、工業生産ライン制御でのみ使用されています。
企業レベルでは、DRAMとNAND Flashが支配する記憶産業の傾向が将来継続されるため、海外の記憶の巨人Samsung Electronics、SK Hynix、Micron Technology、Western Digital、Toshibaは、中から高さのメモリ市場を管理し続け、今後メモリ業界で競合し続けます。
私の国のメモリチップの総輸入は880億米ドルで、外国の依存率は90％を超え、DRAMとNANDの自給率はほぼゼロです。
私の国は、国内の記憶チップを積極的に開発し始めています。現在、私の国は、Tsinghua UnigroupとWuhan、Nanjing and Chengdu、Dram Project（Hefei changxin）が共同で共同で実施したNand and Dramプロジェクト（Yangtze River Storage）の3つの主要な記憶プロジェクトを徐々に形成しています。
主流のドラム消費者市場は巨大ですが、前進する抵抗とプレッシャーも膨大です。国内企業は、セグメント化された市場を通じて市場に参入し、研究開発と生産を蓄積し、他の企業を追い越すことができます。これは、多くの国内メモリチップ企業の選択になっています。たとえば、Dongxin Semiconductorは、中小容量のメモリチップ市場に照準を合わせています。
新世代の1兆ドルのブルーオーシャンIoTデバイスには、大量のデータストレージと送信が必要であり、中小容量のストレージチップはIoT開発のニーズにより適しています。現在、グローバルなNANDフラッシュメモリ業界は、2Dから3Dから3Dまでの移行期間中です。いくつかの主要な巨人が3D競争に焦点を当てており、貯蔵ジャイアントは徐々に中小容量の容量ストレージチップ市場を放棄します。モノのインターネットとスマートターミナルの急速な発展は、中小容量のストレージチップの需要を拡大し続けます。業界の景観の進化は、中小容量のストレージチップに焦点を当てたドシンのような半導体企業に歴史的な開発機会を生み出しています。
4.ストレージコントロールチップは、国内スタートアップの出発点でもあります
SSDハードドライブやUSBフラッシュドライブなどのストレージハードウェアの構造には、通常、PCB（電源回路を含む）、NANDフラッシュメモリ、メインコントロールチップ、インターフェイスなどが含まれます。メインコントロールチップは、ハードディスクのCPUに相当し、重要な役割を果たします。
メインコントロールチップ設計には、成熟したアームコア、DDRの物理層、および利用可能なその他のIPライセンスがあり、研究開発の難しさを大幅に軽減します。したがって、メインコントロールチップは国内の新興企業のブレークスルーポイントとなっており、外国企業の独占を打破することが期待されています。
現在、世界のSSDコントローラーチップ企業は、主に米国と台湾から来ています。マーベルはアメリカのコントローラーの代表であり、台湾はフィソンとSMIに代表されています。
2015年以来、国内の製造業者は、貯蔵市場への投資を徐々に増やしています。多くのメーカーは、ブレークスルーポイントとしてSSDコントローラーを選択しています。ストレージチップの国内半導体ファンドのサポートと相まって、国内のコントローラー会社が出現し始めました。
より有名な企業には、Jiang Bolong、Guoke Micro、Yixin、Hualan Microelectronics、およびZhongboが含まれます。さらに、本土に台湾の製造業者によって設立された子会社があります。たとえば、QunlianはHefeiにZhaoxin Technologyを確立し、Hangzhou Lianyunテクノロジーにも台湾の資本参加があります。
一般に、中国にはSSDメインコントロールチップを展開している10社以上の企業があり、その数は米国と台湾の企業を上回っています。ただし、国内企業は、メインコントロールチップの分野に依然として新たな部隊です。
【終わり】
ソースリンク: weixin.qq.com | 
