“有效支撐C919安全”,中航工業自研民機GPU芯片轉入適航認證階段

5月28日,西安翔騰微電子科技有限公司(下稱:翔騰微電子)在官方微信發佈消息,稱該公司自主研製的HKM9000圖形處理器(GPU)通過民用大飛機座艙顯控系統聯試驗證,正式轉入適航認證階段,成為國內首款應用到民機領域的GPU芯片。
觀察者網注意到,翔騰微電子沒有透露通過驗證的飛機型號,但是文章配圖為國產大飛機C919,該公司同時稱其GPU芯片可“有效支撐國之重器C919安全、可靠翱翔在萬里長空”。

翔騰微電子官方微信截圖
工商信息顯示,翔騰微電子由中航工業西安航空計算技術研究所(中國航空工業第631研究所)100%控股。該研究所前身是中科院西北計算技術研究所,目前已發展成中國航空工業機載計算機發展中心、航空軟件開發中心、計算機軟件西安測評中心、航空專用集成電路設計中心。
據翔騰微電子介紹,HKM9000圖形處理器於2020年研製成功,當年4月完成流片。目前,該芯片已適配翔騰微電子HKSP6101、龍芯2K、飛騰FT2000-4等國產處理器和PPC8245、PPC8270、P2010、T1020等進口處理器,同時適配天脈、翼輝、VxWorks等系列操作系統以及VAPS、iDATA、SCADE等圖形應用開發軟件,已在多個領域10多家用户、近20種顯控產品中應用,產品功能穩定。

HKM9000圖形處理器 圖源:翔騰微電子
在2020年12月發佈的消息中,翔騰微電子曾表示,GPU芯片作為人機交互、顯示系統的核心和基礎芯片,廣泛應用於機載座艙、載人航天、車載座艙、工業控制等多領域。基於能夠為用户提供所有過程軟硬件設計源碼的優勢,HKM9000在樣片階段就已獲得多家單位訂單。

圖源:翔騰微電子
翔騰微電子公佈的這一消息,讓人再次聯想到C919的國產化率問題。
目前,國產大飛機C919的研發模式採用國際主流的“主製造商—供應商”模式,即供應商提供子系統,中國商飛進行總體設計與集成。這種模式同時也被波音與空客所使用,畢竟民航客機作為人類有史以來最複雜的工業產品之一,前後牽涉到幾十萬個零部件,不可能由一家甚至一國包辦。
市場上有傳聞稱,C919立項之初(2009年)定下的國產化率指標只有10%,一大原因是國內航空製造業薄弱,連最基礎的鉚釘都等到2013年才獲得適航認證可在C919上使用,而時至今日情況又發生很大的變化。

7年前的C919供應商列表
今年網絡上流傳的供應商列表顯示,除了國外供應商之外,大量的國內廠商及院所也參與到C919項目中,而最為核心的發動機除了CFM公司生產的LEAP 1C,也有擔任備份任務的國產大涵道比渦扇發動機CJ1000A。更引人注意的是,一些部件的國外供應商“悄悄消失”的同時,國產廠商登上供應商列表的清單。

目前C919的供應商列表 圖源:微博ARJ21走向商業成功之路
2022年5月,觀察者網專欄作者張仲麟撰文指出,國產產品不行的時候就只能用國外的,國外廠商想要參與C919項目就得進行合資,而國內產品如果能滿足要求那就進入供應商清單,讓C919用上國產部件。有些廠商就在這個過程中用實際行動證明了自己能挑得起大梁,把握住了機會,從原本作為備份的B角搖身一變成為了A角主供應商。
以C919的客艙核心系統及信息系統的供應商中電科為例,在給C919當供應商之外,還給西飛民機MA700飛機項目提供客艙娛樂系統及機內通話系統,在這一領域完成國產化。
張仲麟根據現有資料推測,目前C919的國產化率已經達到不低於50%的水平,相較2017年剛剛首飛時約30%的國產化率有了極大的提升。目前來看,C919國產化部件的應用還在一些非核心繫統上,而關鍵核心系統(如發動機)依然需要依靠國外供應商。
但他同時指出,過去幾年來國產部件的應用從外圍部件逐漸轉向了非關鍵系統,以點帶面逐步推進C919的國產化進程。昨天是機身和鉚釘,今天是機上客艙系統、座椅和輪胎,那明天又會是什麼呢?

中電科負責的C919機上娛樂系統
最後順便提一下,在民機GPU芯片發展的同時,國產消費級桌面GPU也在逐步推進。
5月20日,成立於2006年的景嘉微對外披露,該公司JM9系列GPU已順利發佈,應用領域涵蓋地理信息系統、媒體處理、CAD輔助設計、遊戲、虛擬化等高性能顯示和人工智能計算領域。
東吳證券曾在2021年9月的研報中提到,景嘉微9系芯片相對於7系芯片,性能大幅提升,跟英偉達2017年底2018年初推出的GTX 1080性能相當,9系GPU製程從28nm提升到14nm。
但JM9系列芯片性能到底如何,外界也是眾所紛紜,由於尚未實現大規模銷售,市場反應也不得而知。
5月18日,景嘉微對外公告,該公司JM9系列第二款圖形處理芯片已完成流片、封裝階段工作,尚未完成測試工作,且尚未形成量產和對外銷售,短期內不會對該公司生產經營產生重大影響。

圖源:東吳證券2021年9月研報截圖
除了景嘉微這種有年頭的企業之外,近期不少初創企業也在佈局圖形GPU。例如,成立不到3年的壁仞科技在2021年9月宣佈,在包括人工智能訓練和推理的通用計算產品線之外,正式啓動圖形GPU新產品線研發,目前尚未有相關產品推出。而在今年3月底,成立不到兩年的摩爾線程發佈了面向PC和工作站的桌面級顯卡MTT S60和專為數據中心打造的圖形渲染和計算卡MTT S2000等產品,其中MTT S60採用12nm製程。
但想要挑戰英偉達和AMD這種老牌GPU巨頭,中國企業估計還有很長的路要走。根據天風證券2021年11月研報數據,2021年二季度,英偉達和AMD分別佔據全球獨立GPU市場份額的83%和17%。

圖源:天風證券2021年11月研報
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