什么是邏輯芯片

世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）將所有半導(dǎo)體按照結(jié)構(gòu)功能劃分為集成電路、分立器件、光電子器件與傳感器四大類。

集成電路簡(jiǎn)稱IC（Integrated Circuit），是采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容等元件集成在半導(dǎo)體晶圓上，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)份額的83%。

集成電路可進(jìn)一步細(xì)分為承擔(dān)計(jì)算功能的邏輯芯片、承擔(dān)存儲(chǔ)功能的存儲(chǔ)芯片，承擔(dān)傳輸與能源供給功能的模擬芯片以及將運(yùn)算、存儲(chǔ)等功能集成于一個(gè)芯片之上的微控制單元（MCU），它們的市場(chǎng)份額分別占到半導(dǎo)體總體市場(chǎng)份額的22.41%、22.41%、10.79%、13.28%，邏輯芯片與存儲(chǔ)芯片占比較高。

數(shù)據(jù)來源：WSTS、大象研究院整理

邏輯芯片指包含邏輯關(guān)系，以二進(jìn)制為原理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算與邏輯判斷功能的集成電路。常見的邏輯芯片有CPU（中央處理器）、GPU（圖像處理器）、ASIC（專用處理器）與FGPA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）。

CPU：計(jì)算機(jī)的大腦

CPU是大家最為熟悉的邏輯器件，由運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)三個(gè)單元組成，是計(jì)算機(jī)操作與控制的核心，最早出現(xiàn)于1971年，是為最廣泛使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主控芯片，應(yīng)用于個(gè)人PC機(jī)與數(shù)據(jù)終端服務(wù)器。

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全球CPU行業(yè)由英特爾與AMD壟斷，國(guó)有芯片市占率在個(gè)人PC領(lǐng)域約為1%，服務(wù)器領(lǐng)域約為2%，國(guó)內(nèi)CPU領(lǐng)域代表企業(yè)為龍芯中科、海光信息與兆芯科技。

GPU：游戲愛好者的福音

隨著個(gè)人PC機(jī)數(shù)據(jù)運(yùn)算量的猛增，CPU的數(shù)據(jù)處理逐漸變得吃力，圖形處理器GPU作為CPU的輔助應(yīng)運(yùn)而生。

GPU是專門在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)、如平板電腦、智能手機(jī)上執(zhí)行繪圖運(yùn)算工作的處理器。

相對(duì)CPU，GPU舍棄了部分控制單元，擁有更多的計(jì)算單元（即運(yùn)算器），因此可以高密度執(zhí)行大量同質(zhì)化數(shù)據(jù)運(yùn)算，如圖形渲染等，對(duì)玩游戲較為感興趣的讀者知道顯卡功能較為強(qiáng)大的電腦玩起3D游戲畫面會(huì)更為流暢，顯卡的處理器就是GPU。GPU擅長(zhǎng)的是大規(guī)模并發(fā)計(jì)算，這也正是密碼破解等所需要的。所以，除了圖像處理，GPU也越來越多的參與到計(jì)算當(dāng)中來。

而CPU由于具備更多的存儲(chǔ)單元和控制單元，因此更適合進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算。在功能上，GPU可以視為CPU的巨大補(bǔ)充。

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借用英偉達(dá)架構(gòu)師Stephen Jones關(guān)于GPU工作原理的演講中的比喻：“GPU是一臺(tái)吞吐機(jī)，它設(shè)計(jì)的工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它的運(yùn)行時(shí)間，就像火車沒有滿載的時(shí)候；而CPU就像一臺(tái)延遲機(jī)，切換線程的代價(jià)很大，所以希望一個(gè)線程盡可能快地運(yùn)行?！?/span>

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當(dāng)前全球GPU市場(chǎng)由英偉達(dá)、英特爾與AMD壟斷，三者市場(chǎng)份額接近100%。

ASIC：實(shí)現(xiàn)專門目的的集成電路?

隨著智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等體積更小的智能設(shè)備的問世，芯片的集成度也越來越高，出現(xiàn)了以用戶參加設(shè)計(jì)為特征的專用集成電路(ASIC)，專用集成電路往往跟據(jù)用戶的具體需求將CPU、GPU、存儲(chǔ)器乃至藍(lán)牙、WIFI等數(shù)十個(gè)小規(guī)模集成電路模塊集成在一塊芯片上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)需要，這樣的做法也被稱為SOC（片上系統(tǒng)）。它使整機(jī)電路優(yōu)化，元件數(shù)減少，布線縮短，體積和重量減小，提高系統(tǒng)可靠性。

FGPA：架構(gòu)靈活的可編程芯片

ASIC雖然優(yōu)化了整機(jī)電路，有效縮減了智能設(shè)備的體積，然而這也意味著芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度大大提升，流片（打樣）失敗的風(fēng)險(xiǎn)增大。

在此背景下現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FGPA）應(yīng)運(yùn)而生。

FGPA最大的特點(diǎn)在于它名稱中的現(xiàn)場(chǎng)可編程，無論是CPU、GPU還是ASIC，在芯片制造完成后，芯片的功能即被固定，用戶無法對(duì)硬件功能做出更改，而FPGA在制造完成后功能未被固定，使用者可使用FGPA芯片提供商的軟件對(duì)芯片進(jìn)行功能配置，將芯片上空白的模塊轉(zhuǎn)化為自身所需的具備特定功能的模塊。

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FGPA具有強(qiáng)大的靈活性，使用者只需幾分鐘便能改變芯片的邏輯功能，使之在不同的業(yè)務(wù)需求之間靈活調(diào)配，且相比于ASIC方案，FGPA方案能夠降低流片失敗的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前中國(guó)FGPA市場(chǎng)由賽靈思與英特爾壟斷，據(jù)兩者市占率約90%。

相關(guān)領(lǐng)域龍頭企業(yè)

龍芯中科為我國(guó)CPU領(lǐng)域龍頭企業(yè)，2010年由北京市政府與中國(guó)科學(xué)院出資改建。公司主營(yíng)處理器及配套芯片的研制生產(chǎn)，旗下產(chǎn)品包含龍芯1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)三大系列處理器，分別對(duì)應(yīng)物聯(lián)終端、工業(yè)控制與服務(wù)器三大應(yīng)用場(chǎng)景。

在國(guó)內(nèi)CPU設(shè)計(jì)企業(yè)中公司是唯一一家推出自主指令集的企業(yè)，于2021年推出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LoongArch自主指令集，公司在2021年12月17日過會(huì)，預(yù)計(jì)2022年登陸科創(chuàng)板。

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GPU領(lǐng)域龍頭企業(yè)為A股上市公司景嘉微，公司產(chǎn)品目前主要面向軍用領(lǐng)域，曾參與神舟八號(hào)圖形顯控模塊的設(shè)計(jì)。公司產(chǎn)品開始切入民用領(lǐng)域是在2018年，這一年公司GPU芯片JM7200成功流片，JM7200采用28nm工藝制造，可用于臺(tái)式計(jì)算機(jī)與筆記本電腦。

2021年9月公司的第三代GPU芯片JM9成功流片，JM9將進(jìn)一步拓寬公司產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景，可用于地理信息系統(tǒng)、CAD輔助設(shè)計(jì)與高性能游戲等顯示需求較高領(lǐng)域。

安路科技主營(yíng)FGPA芯片和相關(guān)EDA軟件的研發(fā)與設(shè)計(jì)，出貨量在國(guó)產(chǎn)FGPA芯片供應(yīng)商中排名第一，于2021年12月30日登陸科創(chuàng)板。

主要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)來源：招股說明書、年報(bào)

數(shù)據(jù)來源：招股說明書、年報(bào)