5G海量数据新时代，芯片设计将迎来加速发展

芯片，是最近一直牵动着中国科技行业的核心技术，5G，将是引领世界科技未来十年以上发展的基础通信技术，中国更是将其纳入了未来十年50万亿新基建的七大板块之一。自然，5G芯片的行业发展及技术将会是未来十年以上通信时代和基础设施建设的重点。

相比于4G，5G的业务场景进一步扩大，更具有大带宽、低延时、广联接的特性，芯片作为推动5G产业发展的关键，须提供更高标准的功能和性能。以5G基站为例，庞大的需求对芯片集成度、性能、功耗、灵活性提出更高要求。

5G时代通道数有8倍提升，处理的单载波带宽10倍提升，流数处理能力基本要求5倍甚至20倍的提升，所以需要更强悍的带宽性能；随着数据处理量大幅增加，AAU等的自然散热能力需得到保证，故而功耗必须得到控制；再者，由于5G协议实际上是在不停演进的，芯片设计的灵活性必须适应演进。

5G的众多需求，也给芯片设计商带来了颠覆性的新挑战以及新机会。

芯片设计必须在处理器、存储、接口等各方面，同时实现高性能、低功耗、超大规模、高集成度。

处理器方面，由于算力提升高达20倍，5G对于CPU/DSP的要求前所未有提高，甚至一些加速器都要到达1T/2T工作频率；存储方面，高带宽衍生了对DDR等外存带宽需求的大幅提升，单靠增加DDR个数根本无法满足海量链接需求，因此亟需HBM等新技术突破；接口方面，5G时代对外接口达到数T，接口技术必须由原来的10G/25G，向50G/112G演进。

有专家称，随着5G时代对智能与互联的更广泛应用，预计包括FPGA、GPU、ASIC在内的各类芯片产品将在2021年达到200亿美元市场规模。

据全球移动通信协会报告显示，到2025年，全球5G用户规模预计达13.6亿，其中中国用户总量4.54亿，全球居首；中国因为有着庞大的用户和市场需求，在推进新兴产业或技术具有较大优势。因此，对国产芯片而言，在5G产业链市场占据一席之地，将成为实现国产自主可控的重要窗口。

尽管目前中国半导体自给率仅为10%多一点，但智能手机和面向新一代通信网络5G设备，占据了全球市场较高份额，其他物联网、云计算、人工智能等相关应用领域也涌现越来越多本土企业。

在5G时代，无数新应用、新产品催生无数新需求，这些需求发展迅速且更加个性化，要求芯片提供商要实现更高效、低成本、低功耗、高性能关键技术，以更快的速度推动新产品上市。通过上下游产业链加强交流、资源互补、融合发展，实现关键领域国产技术的领先突破。

事实上，目前在5G芯片迫切需要的高带宽存储、高速接口、处理器等技术，国内一些企业已经取得了长足进步，可与国外厂商比肩同步，甚至在一些细分领域实现赶超。例如本土IP企业——芯动科技（INNOSILICON）早在2018年就研发成功了全球首款GDDR6 IP并量产内存芯片，在2020年又推出了适应新要求的Chiplet标准高性能计算平台（NPU/GPU/CPU），并透露即将推出国际性能标准的图形处理器GPU技术，有望打破NVIDIA/AMD垄断国内GPU市场的局面。这对技术突破任务艰巨的国产芯片而言可谓是重磅利好，通过采用芯动科技这类国产IP和一站式定制服务，芯片企业有望加快技术突破和产品落地，牢牢把握5G带来的无限机遇。

5G场景与行业应用的交叉分析全景图