ASIC芯片

ASIC芯片是用于供专门应用的集成电路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit）芯片技术，在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。ASIC芯片技术发展迅速，ASIC芯片间的转发性能通常可达到1Gbs甚至更高，于是给交换矩阵提供了极好的物质基础。

ASIC芯片技术所有接口模块（包括控制模块）都连接到一个矩阵式背板上，通过ASIC芯片到ASIC芯片的直接转发，可同时进行多个模块之间的通信；

每个模块的缓存只处理本模块上的输入输出队列，因此对内存芯片性能的要求大大低于共享内存方式。

总之，交换矩阵的特点是访问效率高，适合同时进行多点访问，容易提供非常高的带宽，并且性能扩展方便，不易受CPU、总线以及内存技术的限制。大部分的专业网络厂商在其第三层核心交换设备中都越来越多地采用了这种技术。

转自：ASIC芯片_百度百科

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ASIC（Application Specific Integrated Circuit）专用集成电路，是针对特定用户要求和特定电子系统设计、制造的专有应用程序芯片，其计算能力和计算效率可根据算法需要进行定制。ASIC芯片广泛应用于人工智能设备、虚拟货币挖矿设备、耗材打印设备、军事国防设备等智慧终端。本文主要从ASIC芯片特点、类型、产业链等方面进行具体介绍。

1、ASIC芯片主要特点

ASIC芯片拥有面积、能耗、集成、价格等优势，同时也存在一些不足，具体如下表所示：

2、ASIC芯片主要类型

ASIC芯片主要分为全定制ASIC芯片、半定制ASIC芯片及可编程ASIC芯片。

（1）全定制ASIC芯片：全定制ASIC芯片是定制程度最高的芯片之一，研发人员基于不同电路结构设计针对不同功能的逻辑单元，于芯片板搭建模拟电路、存储单元、机械结构。全定制化ASIC芯片在性能、功耗等方面表现优异。全定制化ASIC芯片平均算力输出约为半定制化ASIC芯片平均算力输出的8倍，采用24纳米制程的全定制化ASIC芯片在性能上优于采用5纳米制程的半定制化ASIC芯片。

（2）半定制ASIC芯片：构成半定制ASIC芯片的逻辑单元大部分取自标准逻辑单元库，部分根据特定需求做自定义设计。1）门阵列芯片：门阵列ASIC芯片包括有信道门阵列、无信道门阵列和结构化门阵列。门阵列ASIC芯片结构中硅晶片上预定晶体管位置不可改变，设计人员多通过改变芯片底端金属层等方式调整逻辑单元互连结构；2）标准单元：该类 ASIC芯片由选自标准单元库的逻辑单元构成。设计人员可按算法需求自行布置标准单元。

（3）可编程ASIC芯片：PLD亦称可编程逻辑器件，在结构上包括基础逻辑单元矩阵、触发器、锁存器等，其互连部分作为单个模块存在。设计人员通过对 PLD 进行编程以满足部分定制应用程序需求。

3、ASIC芯片产业链

ASIC芯片产业链由上游底层算法设计企业、IP核授权企业、EDA工具供应商、晶圆和流片代工厂、专用材料及设备供应商，中游各类ASIC芯片制造商、封测厂商及下游包括移动通信设备制造商、智能家电制造商、工业产品制造商等在内的终端设备制造企业构成。

（1）产业链上游

底层算法架构设计企业：ASIC芯片本质为运算加速引擎，其运算架构包括主控系统和辅助运算系统，架构设计通常交由具备丰富经验的大厂负责。ASIC芯片厂商对算法架构设计及 IP核授权企业依赖度较高，上游架构交付企业对中游ASIC芯片产品制造企业议价能力较高。境外算法架构设计企业包括高通、ARM、谷歌、英特尔、微软、赛灵思、IBM等，中国本土算法架构设计企业包括中星微、阿里平头哥等。其中，寒武纪已具备较为成熟的运算架构设计能力，其算法已大规模应用于华为加速运算产品中。

IP核授权企业：中国市场具备 IP 核产能的企业较少，IP 核产品种类少，较少通过验证。ASIC芯片企业多向境外一流厂商（如 ARM 等）缴纳会员费获得IP核授权。

（2）产业链中游

底层算法加芯片销售模式：该销售模式下，中游企业根据预先设定的算法制造合适的芯片，在芯片、软件和算法之间形成紧密联合。中国市场该类产品单位售价平均约2美元，境外市场该类产品单位售价平均约达3美元。

ASIC模块产品销售模式：企业在打包算法和芯片基础上，附加语音识别、图像识别等周边功能打造ASIC模块产品，提高其功能完整性，一整套ASIC模块产品售价平均约5美元。

（3）产业链下游

应用领域：产业链下游是各类消费性电子产品、工业产品制造商。ASIC芯片应用领域包括自动驾驶、智慧工厂、智慧家电、国防军事等。其中，智慧安防领域主要应用图像识别ASIC 芯片，在ASIC芯片下游各项应用领域中占比达到30%。

4、ASIC芯片市场规模

Frost & Sullivan数据统计，全球ASIC市场规模从2018年的299亿美元增长至2023年的674亿美元，复合增速达到17.7%。从中国市场来看，2018年中国ASIC芯片产品销售规模66亿元。其中，半定制及可编程类 ASIC芯片相对全定制类ASIC芯片设计制造速度较快，预计到2023年市场规模将增长至373亿元，复合增速达到41.4%，远高于全球水平。

转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/386055035