魏少軍掛帥，東方算芯發(fā)起AI芯片路徑突圍

中國(guó)半導(dǎo)體這些年，走過(guò)了一條很長(zhǎng)、很曲折的路。

今日，一條新的路被點(diǎn)亮。

7月13日，上海東郊賓館紫金廳，東方算芯召開(kāi)軟件定義算力芯片、系統(tǒng)及路線圖發(fā)布會(huì)，創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO魏少軍帶著軟件定義近存計(jì)算3D芯片DF1000走上臺(tái)前。現(xiàn)場(chǎng)高朋滿座，來(lái)自政屆的上海國(guó)有資本投資有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)袁國(guó)華；上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)副主任俞文杰；上海市委組織部部務(wù)委員、上海市人才工作局副局長(zhǎng)譚樸珍；上海市浦東新區(qū)人民政府黨組成員、副區(qū)長(zhǎng)李慧；上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)信息技術(shù)處副處長(zhǎng)于金旭；上海市浦東新區(qū)科技和經(jīng)濟(jì)委員會(huì)黨組書記、主任汪瀟；上海市張江科學(xué)城建設(shè)管理辦公室黨組書記、主任肖健。學(xué)術(shù)界代表有香港工程科學(xué)院院士、東京大學(xué)工學(xué)部院士、香港科技大學(xué)副校長(zhǎng)鄭光廷；歐洲科學(xué)院院士、北京超弦存儲(chǔ)器研究院執(zhí)行院長(zhǎng)趙超。產(chǎn)業(yè)界代表上海儀電集團(tuán)有限公司副總裁劉山泉；上海兆芯集成電路股份有限公司總經(jīng)理兼總工程師王惟林，芯原微電子股份有限公司董事長(zhǎng)戴偉民。

魏少軍在中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)圈并不是一個(gè)陌生名字。作為清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授、國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢委員會(huì)委員，他長(zhǎng)期從事超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)方法學(xué)、可重構(gòu)計(jì)算架構(gòu)及通信專用集成電路技術(shù)研究。這樣一位學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界都熟悉的“老兵”掛帥，本身就讓東方算芯的亮相多了一層份量。

這一次，東方算芯的亮相并不只是在介紹一顆芯片，而是在回答一個(gè)更大的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題：當(dāng)先進(jìn)制程、HBM、先進(jìn)封裝和高端GPU供應(yīng)都面臨不確定性，中國(guó)AI芯片還能不能走出一條不完全復(fù)刻海外主流范式的新路？不依賴HBM，不依賴EUV光刻機(jī)，東方算芯走的是一套叫“軟件定義+3D堆疊近存計(jì)算”的原創(chuàng)體系。DF1000芯片，是東方算芯交出的第一份答卷。這對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，很重要。這代表著國(guó)產(chǎn)高端算力不只有一條路，中國(guó)AI芯片也不必永遠(yuǎn)站在別人的坐標(biāo)系里。

01

算力之困，久矣

AI芯片，到底卡在哪里？而中國(guó)AI芯片，又卡在哪里？

先看AI芯片本身。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，市場(chǎng)習(xí)慣用“更先進(jìn)制程、更高峰值算力、更大HBM容量”理解高端AI芯片。這條路徑確實(shí)推動(dòng)了全球AI基礎(chǔ)設(shè)施快速迭代，也塑造了當(dāng)前主流GPU生態(tài)。

首先是制程。在摩爾定律推動(dòng)下，晶體管越做越小，芯片性能越來(lái)越強(qiáng)，單位成本持續(xù)下降。很長(zhǎng)時(shí)間里，先進(jìn)制程就是高性能芯片最直接的答案。但今天，這條路越來(lái)越難。當(dāng)大模型進(jìn)入更大參數(shù)規(guī)模、更長(zhǎng)上下文、更高并發(fā)推理和訓(xùn)練集群階段，約束算力釋放的因素變得更復(fù)雜：晶體管繼續(xù)縮小的經(jīng)濟(jì)性下降，數(shù)據(jù)在計(jì)算單元與存儲(chǔ)之間搬運(yùn)的代價(jià)急劇上升，芯片、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、編譯器、運(yùn)行時(shí)和應(yīng)用框架之間的協(xié)同難度持續(xù)提高。

再看存儲(chǔ)。大模型時(shí)代，算力不是只靠“算”出來(lái)的。參數(shù)、激活值、中間結(jié)果、KV Cache，都要在存儲(chǔ)與計(jì)算之間高速流動(dòng)。芯片算得再快，數(shù)據(jù)喂不上去，算力就會(huì)被卡住。這就是“存儲(chǔ)墻”。HBM和2.5D先進(jìn)封裝，是海外主流高端AI芯片緩解存儲(chǔ)墻的重要方式。它們把帶寬推上去了，也把高端AI芯片帶進(jìn)了一個(gè)新的復(fù)雜系統(tǒng)：更高的封裝難度、更緊張的產(chǎn)能、更高的成本、更大的供給不確定性，以及更復(fù)雜的功耗和散熱約束。換句話說(shuō)，HBM是解法，但不是沒(méi)有代價(jià)的解法。它緩解了存儲(chǔ)墻，也在高端AI芯片系統(tǒng)里形成了新的資源約束。

這些，是AI芯片都會(huì)面對(duì)的問(wèn)題。

而對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體而言，現(xiàn)實(shí)更復(fù)雜。先進(jìn)光刻設(shè)備、前沿工藝節(jié)點(diǎn)、HBM、高端先進(jìn)封裝產(chǎn)能以及相關(guān)工具鏈，都不再是可以按商業(yè)周期自然獲得的資源。如果國(guó)產(chǎn)AI芯片仍然沿著“先進(jìn)制程+HBM+2.5D先進(jìn)封裝”的既有路徑追趕，就很容易陷入一個(gè)被動(dòng)局面：追趕對(duì)象不斷迭代，關(guān)鍵環(huán)節(jié)又隨時(shí)可能被外部條件鎖住。于是，一個(gè)更根本的問(wèn)題擺在產(chǎn)業(yè)面前：能不能換道？

換道，說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)很難。芯片產(chǎn)業(yè)不是一句概念就能改變的。真正能走通的路線，必須同時(shí)經(jīng)受住設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試、板卡、服務(wù)器、軟件、客戶應(yīng)用的檢驗(yàn)。中國(guó)半導(dǎo)體并不缺想法，缺的是能夠被工程化驗(yàn)證的想法。東方算芯的意義，它給了中國(guó)半導(dǎo)體一條全新的路線，并且把這條路線走通了。

02

亮相，東方范式

二十年技術(shù)沉淀，兩年產(chǎn)業(yè)攻堅(jiān)，三項(xiàng)關(guān)鍵工作。東方算芯給出的答案，可以概括為“軟件定義芯片+3D堆疊近存計(jì)算”。

一條主線是軟件定義芯片。什么是軟件定義芯片？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，讓硬件圍著算法走。傳統(tǒng)芯片更多是硬件先定型，軟件再去適配。東方算芯的軟件定義計(jì)算架構(gòu)，則是構(gòu)建從硬件到軟件的全棧可重構(gòu)計(jì)算體系，動(dòng)態(tài)重構(gòu)多精度融合計(jì)算陣列，根據(jù)模型特性自動(dòng)選擇最優(yōu)數(shù)據(jù)通路；以Tensor Tile為基本調(diào)度單元，構(gòu)建全異步、無(wú)阻塞的數(shù)據(jù)流執(zhí)行引擎，提升計(jì)算資源利用效率。當(dāng)先進(jìn)制程不可輕易獲得時(shí)，成熟工藝上的每一份硬件資源都必須被更充分地用起來(lái)。軟件定義架構(gòu)的價(jià)值，正在于把一部分原本依賴制程紅利獲得的性能提升，轉(zhuǎn)向由架構(gòu)、編譯、調(diào)度和系統(tǒng)協(xié)同共同釋放。

另一條主線是3D堆疊近存計(jì)算。大模型時(shí)代，數(shù)據(jù)搬運(yùn)正在成為比計(jì)算本身更昂貴的動(dòng)作。算力芯片可以繼續(xù)提高峰值運(yùn)算能力，但如果數(shù)據(jù)不能以足夠帶寬、足夠低能耗、足夠低延遲抵達(dá)計(jì)算單元，硬件利用率就會(huì)被“存儲(chǔ)墻”吞掉。東方算芯把邏輯層與DRAM層通過(guò)Hybrid Bonding混合鍵合方式做三維集成，形成近存計(jì)算架構(gòu)。通過(guò)晶圓級(jí)Cu-Cu混合鍵合三維集成工藝，把計(jì)算與存儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑大幅縮短，提升互連密度、訪存帶寬和數(shù)據(jù)處理效率。不是在既有HBM路徑上做局部替代，而是試圖用一套新的存算組織方式，降低高端AI算力對(duì)外部關(guān)鍵存儲(chǔ)與封裝資源的硬性綁定。

從整體技術(shù)路線看，軟件定義芯片解決的是“算力怎么被更高效地用起來(lái)”，3D堆疊近存計(jì)算解決的是“數(shù)據(jù)怎么更快、更近、更低功耗地抵達(dá)計(jì)算單元”。這兩個(gè)技術(shù)放在一起，才構(gòu)成東方算芯路線的關(guān)鍵：在成熟工藝條件下，憑借軟件定義芯片和3D近存計(jì)算技術(shù)提升資源利用率與訪存效率，等效實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制程產(chǎn)品性能，進(jìn)而彌補(bǔ)制程代差。因此，不是說(shuō)制程不重要，而是說(shuō)當(dāng)制程不再是唯一可依賴的紅利來(lái)源時(shí)，中國(guó)AI芯片必須找到新的性能釋放方式。如果能達(dá)到先進(jìn)制程的條件下，這套系統(tǒng)將會(huì)帶來(lái)更加巨大的性能釋放。更進(jìn)一步，東方算芯還構(gòu)建了原生分布式執(zhí)行模型。面向云端大模型訓(xùn)練與推理的規(guī)模化需求，它從芯片級(jí)軟件定義通信處理器、服務(wù)器級(jí)原生以太網(wǎng)超節(jié)點(diǎn)，到軟件級(jí)原生分布式編程模型與運(yùn)行時(shí)，形成從芯片到集群的原生分布式算力體系。

東方算芯并不是只看一顆芯片的峰值指標(biāo)，而是在思考真實(shí)算力如何被調(diào)度、被連接、被部署、被使用。這就是“東方范式”的核心。它不是對(duì)海外路線的小修小補(bǔ)，而是在制程受限、HBM受限的現(xiàn)實(shí)條件下，重新組織計(jì)算、存儲(chǔ)、通信和軟件棧。中國(guó)半導(dǎo)體不必持續(xù)復(fù)刻歐美發(fā)展老路。依靠原創(chuàng)系統(tǒng)級(jí)技術(shù)理念創(chuàng)新，完全可以走出一條適配國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、可控、可持續(xù)迭代的先進(jìn)半導(dǎo)體發(fā)展路線。

03

突圍，中國(guó)路徑

一條新路線，只有走到工程化和產(chǎn)業(yè)化階段，才真正具備說(shuō)服力。DF1000芯片基于14nm工藝，全國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈打造，訓(xùn)推一體，實(shí)現(xiàn)520TFLOPS@BF16，6.4TB/s顯存帶寬。并且從東方算芯披露的產(chǎn)品矩陣看，DF1000并不是孤立發(fā)布。基于DF1000這顆芯片，東方算芯這次一次性亮出了完整產(chǎn)品矩陣：巔峯DF1000 AI加速卡、擎元QY100服務(wù)器、拓域TY64超節(jié)點(diǎn)、慧算HS512集群，覆蓋從單卡到整機(jī)、從節(jié)點(diǎn)到集群的部署形態(tài)。

從芯片應(yīng)用產(chǎn)品矩陣來(lái)看，這是一條完整的算力交付鏈路。DF1000是底層算力核心，巔峯DF1000 AI加速卡解決標(biāo)準(zhǔn)化交付，擎元QY100服務(wù)器解決整機(jī)部署，拓域TY64超節(jié)點(diǎn)解決高密度互聯(lián)，慧算HS512集群解決規(guī)模擴(kuò)展。它們合在一起，呈現(xiàn)的是從芯片到集群、從技術(shù)路線到商業(yè)交付的閉環(huán)。這套產(chǎn)品矩陣能夠面向互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、金融、超高性能計(jì)算等復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景，支持大模型訓(xùn)練、端到端推理、P/D分離式推理與AFD分布式推理等多種AI計(jì)算模式。這也是AI芯片走向產(chǎn)業(yè)化必須跨過(guò)的一步。芯片如果不能進(jìn)入板卡，就不能交付；板卡如果不能進(jìn)入服務(wù)器，就不能部署；服務(wù)器如果不能擴(kuò)展成集群，就無(wú)法支撐大模型時(shí)代的真實(shí)負(fù)載。因此，這一次是東方算芯把軟件定義近存計(jì)算路線推進(jìn)到系統(tǒng)層、交付層和應(yīng)用層的一次集中呈現(xiàn)。

從芯片制造幾大環(huán)節(jié)來(lái)看，這是一次全國(guó)產(chǎn)化制造的突圍。DF1000產(chǎn)品已完成從芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、3D先進(jìn)封裝到封測(cè)的全鏈條國(guó)產(chǎn)化貫通，具備規(guī)模化量產(chǎn)與交付條件。也就是說(shuō)，東方算芯已經(jīng)把一條新架構(gòu)路線推進(jìn)到可制造、可封裝、可測(cè)試、可交付的工程階段。

另外本次發(fā)布會(huì)也看到后續(xù)的快節(jié)奏產(chǎn)品上市，今年Q4東方算芯將推出DF2000，能夠達(dá)到訪存帶寬15 TB/s，1000TFLOPS@BF16，性能參數(shù)全面超越英偉達(dá)H200；2027年Q4將會(huì)推出DF3000，能夠達(dá)到訪存帶寬20 TB/s，2000TFLOPS@BF16，在DF2000的基礎(chǔ)上翻倍提升，對(duì)標(biāo)英偉達(dá)B300。

東方算芯構(gòu)建了自主可控、可持續(xù)演進(jìn)的中國(guó)算力產(chǎn)業(yè)新生態(tài)，組織成一套新的技術(shù)路線。這條新路線把中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)很多分散的能力組織起來(lái)，把國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈從“能不能替代”推向“能不能協(xié)同創(chuàng)新”，把單點(diǎn)突破推向系統(tǒng)突破。也正因?yàn)槿绱耍瑬|方算芯在發(fā)布技術(shù)路線之外提出“共建、共筑、共贏”的產(chǎn)業(yè)主張。魏少軍教授說(shuō)到：“DF1000芯片和系統(tǒng)產(chǎn)品的成功，是全體合作伙伴的集體成功，是建立在國(guó)家全產(chǎn)業(yè)鏈深厚基礎(chǔ)上的成功。可以說(shuō)，沒(méi)有產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)合作伙伴突破常規(guī)的合作模式的結(jié)構(gòu)與支持，就沒(méi)有今天東方算芯產(chǎn)品的面世。”這條路，不是一家公司的路。它需要很多國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈伙伴一起完成，也會(huì)反過(guò)來(lái)帶動(dòng)這些伙伴一起向上。這樣的協(xié)同一旦跑通，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的能力就不只是“補(bǔ)齊”，而是在共同升級(jí)。

04

結(jié)語(yǔ)

東方算芯的首次芯片、系統(tǒng)與路線圖發(fā)布會(huì)，恰好發(fā)生在WAIC前夕這樣一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

AI應(yīng)用正在加速爆發(fā)，大模型正在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)深處，算力正在成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。越是這樣的時(shí)刻，中國(guó)越需要自己的高性能計(jì)算底座。這條底座，不能永遠(yuǎn)建立在不確定的外部供應(yīng)上；這條路，也不能永遠(yuǎn)靠復(fù)刻別人的答案前行。

中國(guó)半導(dǎo)體需要追趕，也需要換道。需要補(bǔ)短板，也需要開(kāi)新路。東方算芯堅(jiān)持自主創(chuàng)新、開(kāi)放合作，堅(jiān)持長(zhǎng)期主義、耐心投入，立足上海，布局全國(guó)，面向世界。正如今日魏少軍教授所言：“算力自主是國(guó)之大事，芯片突破是時(shí)代使命。東方算芯生逢其時(shí)，也重任在肩。”

東方算芯給出的，不只是DF1000這顆芯片，也不只是巔峯、擎元、拓域、慧算這套產(chǎn)品矩陣。它真正給出的，是一個(gè)信號(hào)：在制程、存儲(chǔ)、封裝、系統(tǒng)都面臨挑戰(zhàn)的今天，中國(guó)AI芯片依然可以用原創(chuàng)架構(gòu)、全國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈和工程化落地能力，走出自己的東方范式。

【AI疊變】第一期：東方算芯。成立于2024年，總部位于上海張江，由清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授、國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢委員會(huì)委員魏少軍創(chuàng)立并擔(dān)任董事長(zhǎng)兼CEO，國(guó)家人工智能產(chǎn)業(yè)基金、上海國(guó)投先導(dǎo)、上海集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金等參投。它誕生于中國(guó)高端算力亟需自主路徑的關(guān)鍵時(shí)刻，立足國(guó)產(chǎn)AI算力短板，從軟件定義芯片和3D堆疊近存計(jì)算切入，在先進(jìn)制程、HBM和高端封裝受限的背景下，東方范式引領(lǐng)算力新趨勢(shì)。