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作者：虞新阳

沐曦AI解决方案总监

前言

过去的几年间，中国芯片产业迎来史无前例的投资热潮，资金和人才的大量涌入，一定程度上促进了半导体产业的迅速发展，尤其是在国家大力发展数字经济的背景下，人工智能、云计算、大数据、元宇宙等新兴前沿领域蓬勃发展，促生了大批本土GPU/CPU/AI等芯片设计创业公司，一时间可谓千帆竞发，百舸争流。但繁荣景象的背后也不免令人担忧，很多人思虑芯片行业是不是过热？或者审视我们需要再做些什么？又或者好奇接下来会发生什么？本文将为大家梳理回顾芯片行业的发展历程，特别是计算芯片的迭代和演进，以过去为镜，希望能给芯片产业特别是GPU芯片的未来发展带来一些借鉴和更深入的思考。

目录

01蓄势待发阶段

02小计算存储时代

03中计算CPU时代

04大计算GPU时代

05小结和思考

01

蓄势待发阶段

图1：主体芯片的发展历程

年，科学家迈克尔·法拉第发现了硫化银的电阻随着温度上升而降低的特异现象（电阻效应），揭开了半导体芯片发现、研究、迭代等一系列波澜壮阔的发展历程（图1）。

首先，科学家发现能够制造芯片的半导体材料（包括二氧化硅）有以下四个重要的特性：

电阻效应：如上文所提到，年由英国科学家迈克尔·法拉第发现。

光伏效应：年，法国科学家埃德蒙·贝克雷尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应。

光电导效应：年，英国的威洛比·史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应。

整流效应：年，德国物理学家费迪南德·布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关。在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应。

虽然半导体的这四个重要效应在年以前就先后被科学家发现，但由于缺少系统性的总结和对应的重点突破，在此后的几十年，虽然半导体材料研究和应用断断续续有一些实践，但总体进程非常缓慢。直到年，美国贝尔实验室全面总结了半导体材料的上述四个特性，此后四价元素锗和硅成为了科学家最为