全球最大的半导体 IP 产业链，你了解多少？

GPU 发展史

GPU（graphics processing unit）：图形处理器，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。

1999 年 ，NVIDIA 公司在发布其标志性产品 GeForce256 时，首次提出了 GPU 的概念，但具有 GPU 功能的处理器在 80 年代就已经出现了。GPU 的诞生及此后不断革新的技术演进，是为了应对日益复杂的图形计算需求，达成更加逼真、更加生动的实时感官体验。随着 GPU 融入硬件 T&L 功能，Shader 的出现和统一渲染架构的发展，再到目前 GPU 光线追踪技术以及向通用计算领域的拓展，GPU 行业经历了一次又一次的变革。

GPU 产业链

在 GPU 乃至整个半导体的产业链中，上游主要是指 EDA、IP 授权以及 GPU 芯片设计公司，中游主要是指 GPU 的制造和封测公司，下游主要是集成商和终端客户。

1.产业链上游

EDA 是电子设计自动化，是一种在计算机辅助下，完成芯片设计方案输入、处理、模拟、验证的软件工具。EDA 领域三大巨头，Synopsys、Cadence 和西门子旗下的 Mentor Graphics ，占了全球 65%左右的份额，而在国内这三家的份额更是占到了 95%以上，可以说处于绝对的垄断地位。尤其是先进制程领域，几乎完全被 Synopsys 和 Cadence 两家垄断。在中国本土专注于芯片设计 EDA 工具的企业中，比较有代表性的有华大九天、广立微、芯禾科技等。

半导体 IP 是指集成电路设计中预先设计、验证好的功能模块，其因为性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵，是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。芯片设计公司通过类似搭积木方式购买 IP，实现某个特定功能，缩短芯片开发时间。

ARM 是全球最大的半导体 IP 提供商。2020 全球半导体 IP 排行榜中，ARM 排名第一。全世界超过 95%的智能手机和平板电脑都采用 ARM 架构，国产 SoC 中有 95%是基于 ARM 处理器技术。

国内 GPUIP 的主要供应商有芯原股份、芯动科技、芯来科技。

芯片设计公司运用 EDA 工具和 IP 模块，通过系统设计和电路设计，将设定的芯片规格形成芯片的设计版图。目前，全球芯片设计仍处于高度垄断的格局，美国占据着最大市场份额。

国际上知名的芯片设计公司主要包括英伟达、AMD、英特尔、ARM、高通等公司，而国内目前在 GPU 领域已经做出成熟产品的只有景嘉微一家。

2.产业链中游

晶圆制造是指在制备的晶圆材料上构建完整的物理电路。过程包括掩模制作、切片、研磨、扩散、光刻、刻蚀、离子注入等核心工艺。封测是在晶圆设计、制造完成之后，对测试合格的晶圆进行封装检测得到独立芯片的过程。

主要的芯片制造商有台积电、中芯国际、三星、英特尔。国内最先进的是中芯国际的 14nm 工艺，而三星和台积电 5nm 已经量产，差距在 3 代左右。

封测在芯片整个产业链相对简单，也是国内优先发展的方向，目前国内在封测领域处于领先地位。大陆的封测厂主要有长电科技、通富微电、华天科技、日月光电。

总结：GPU 产业链中上游的供给涉及设计、制造、封测三个主要环节，整体供给模式有 IDM 和 Fab+Fabless 两种。

IDM 模式将设计、制造和封测集中在一起，代表厂商有英特尔。Fab+Fabless 模式的代表有（1）AMD 设计，台积电制造，通富微电封测；（2）ARM 阵营的苹果设计，台积电制造，日月光封测。

3.产业链下游

GPU 产业链的下游主要是包括显卡集成商以及终端客户。

一个完整的显卡包括主芯片、显存、供电模块等，通常将采用 NVIDIA 显示芯片的显卡称为 N 卡，而将采用 AMD 显示芯片的显卡称为 A 卡。这些显卡组装生产工厂负责将由 AMD 或者是 NVIDIA(AMD 和 NVIDIA 一般只负责提供核心）提供的显卡核心部分按照 AMD 或者是 NVIDIA 的技术要求整合在一块显卡版上。

GPU 的终端客户主要包括 PC、手机、服务器、无人驾驶、虚拟货币矿机、AI 芯片和军事领域。

以 AI 为卖点的初创 GPU 企业掀起融资潮

2019 年 9 月成立的壁仞科技已完成 B 轮融资，成立两年多累计融资超过 47 亿，估值超 10 亿美元。

2020 年 6 月成立的摩尔线程获得数十亿元融资，其 GPU 产品线覆盖通用图形计算和高性能计算。

2020 年 9 月成立的沐曦集成电路完成十亿元 A 轮融资，公司的创始团队主要来自 AMD 等国际公司。

2019 年 11 月成立的芯瞳半导体将在南京投资 1.5 亿元，开发国产自主 GPU 和人工智能芯片。

2018 年 12 月在上海成立的瀚博半导体已经完成总计 5 亿人民币的 A+轮融资，其产品适用多个人工智能领域。

2017 年 11 月成立的登临科技最近完成 A+轮融资，其首款 GPU+(软件定义的片内异构通用 AI 处理器)产品已成功回片通过测试。

2015 年 12 月成立的上海天数智芯近期完成 12 亿元的 C 轮融资，其 7 纳米通用(GPGPU)云端计算芯片 BI 于 2020 年 5 月流片、11 月回片并于 12 月成功 “点亮”。

总结：

在 AI 加速计算、国产半导体自主创新和风投资本的多重驱动下，原本风平浪静的国产 GPU 突然风生水起，在本就躁动不安的中国半导体业界掀起一股风浪。

国家信创市场需求和工业控制等特定领域对 GPU 的需求增长将给景嘉微等国产 GPU 厂商带来增长和扩大市场的机遇。至于以 AI 为主要应用市场的这些 GPU 新贵们，除了拿出真正可以对比的 GPU 芯片外，还需要在生态建设和 AI 场景落地方面下功夫，证明自己拿到这么多钱确实是“物有所值”。