全球算力需求正以指数级态势爆发，半导体产业迈入了技术重构与供应链重塑的关键周期。与此同时，足以颠覆芯片产业底层设计的科学智能革命正成为重塑全球竞争格局的关键变量。
中国芯片产业恰处发展的“十字路口”，正以全产业链突围的主动姿态，在这场产业变革中加速破局。从设备端攻关、材料端量产，到制造端先进制程产能落地，全链条同步推进技术突破与产能兑现，更有“GPU四小龙”为代表的芯片设计企业在资本市场强势冲刺，用订单和融资能力证明国产算力的突围活力。
至此，国产半导体已彻底告别单点突破的零散发展，正式迈入体系化进阶的全新时期。而在这条主流突围路径之外，有一家依托中科院十余年的技术积累的半导体企业思朗科技正以从头创新的颠覆性姿态，跳出现有传统架构的框架束缚，开辟了一条全新赛道。其自主研发的MaPU架构不仅成功实现国产芯片架构的关键突围，更在全球科学智能竞赛中为我国相关算力基础设施建设提供了的技术支撑。
在此前，全球芯片市场主要被CPU、GPU、ASIC、FPGA、DSP五类传统架构主导：
CPU（中央处理器）擅长将复杂逻辑梳理得井井有条，但并行处理效率偏低，即面对AI训练、数据中心等海量算力需求时性能明显不足，功耗和发热问题显著；
GPU（图形处理器）凭借超强并行计算能力从图形处理领域“跨界”成为当前算力供给的核心，但计算流程过度依赖共享内存的带宽上限与指令调度的协同效率，存在算力利用率较低、功耗普遍偏高等问题。
ASIC（专用集成电路）属于“单一领域专家”，通过硬件层面的专属定制适配单一任务，性能与能效比堪称极致，但其功能固化，一旦切换应用场景，就会因缺乏灵活性而彻底失效，不具备跨场景复用的能力。
FPGA（现场可编程门阵列）像是“积木堆”，可在预制电路上通过编程在一定范围内动态配置，弥补了ASIC无法灵活适配的短板，但也存在编程难度大、重新烧写时间长、复杂场景下性能较低等问题，难以满足大规模商用场景的需求。
DSP（数字信号处理器）如同“实时信号翻译官”，专为流式数字信号处理而生，在通信、音视频等领域能高效完成滤波、编解码等任务；但其结构主要针对规则且重复的信号运算优化，面对灵活多变的复杂算法与大规模并行计算需求时效率有限，可扩展性与通用性较弱。
不难发现，五类传统架构始终绕不开一个长期困扰全球算力产业的核心矛盾：追求灵活性，就要接受效率低下；追求高效，就要放弃灵活性。在面对5G通信、人工智能、超算、智能驾驶、智慧城市、具身智能机器人等场景需要适配不同算法，或是算法多样性极高的领域技术爆发时，传统架构的局限性愈发凸显，难以满足实际需求。
追根溯源，局限性的本质就是硬件资源与算法需求的匹配度不足，即硬件资源无法根据不同算法需求灵活调整，导致硬件资源利用率难以突破瓶颈，要么为灵活性冗余了资源、造成浪费，要么为高效性固化了结构、失去适配能力。而思朗科技自主研发的MaPU架构恰恰精准解决了这一痛点，其通过代数指令软流水线实现了零延时动态重构硬件架构，从根本上打破灵活性与高效性不可兼得的困境。
换言之就是真正的“软件定义硬件”，可以根据运算任务，通过软件零延时动态调整硬件资源匹配算法需求，在处理科学计算、通信等不同领域的各类型代数运算时，均能发挥出90%以上的内核使用率，远超传统架构的资源利用上限。这意味着MaPU架构完美融合了ASIC的高效性以及CPU/GPU的灵活可编程性优势，是几乎可以与ASIC的性能功耗比相媲美的“软ASIC”，可以说是芯片领域的“万能魔方”，其零延时动态重构能力相较于需要耗费大量时间改写电路的FPGA可以说是降维打击。
2025年12月，思朗科技首次公开发布了基于MaPU架构研制的“天穹”3D 科学计算机产品（简称“天穹”），凭借MaPU代数处理器架构和全3D互联整机的双重优势，实现了极低通信延迟与千百倍计算效率的双重突破，更相较于传统二维架构超算达成2至4个数量级的计算加速，可为科学研究范式的系统性演进提供关键支撑，填补国内科学智能及高质量数据集生成方面的空白。
需要了解的是，科学智能，即利用AI加速科学发现，是继经验、理论、计算与数据驱动之后的第五种全新科研范式，其核心逻辑是通过微观层面量子物理计算洞察分子结构，借助AI模型进行数据学习与推理，进而破解传统科研范式难以攻克的各类研发难题。而要达成这一目标，首要条件便是为AI模型配备足量且高质量的科研训练数据，如在生物医药领域，可借助算力模拟药物分子与靶点蛋白的动态“结合互动”全过程，生成海量标准化的分子作用数据，再以此为基础训练AI模型，高效筛选出具有潜在成药价值的小分子化合物。这种对超高算力与高质量数据生成能力的核心需求，正是“天穹”产品的核心发力方向。
具体来看，“天穹”有四个特点，内核快、通讯快、三维整机互联架构、配套三维工业软件，经实测在分子动力学领域可以对标美国“安腾”（Anton）专用超级计算机的性能，并且拥有“安腾”所不具备的更多科学智能场景的应用适配性。截至目前，思朗科技“天穹”已经在多个科学和产业前沿领域取得亮眼突破。在生物医药领域，“天穹”推动了多款药物进入临床前的试验阶段。在新材料领域，思朗科技此前正式加入新材料大数据创新联盟(CMDA)，以算力驱动的“科学数据工厂”赋能新材料研发，与长江3D科学计算中心合作的思朗电解液数据集成为国家新材料大数据中心门户首批入驻的AI-Ready材料数据集之一。此外，公司还在先进制造、半导体等领域均有所突破。
值得一提的是，自MaPU架构构想提出以来，研发团队从未依赖任何国外专利授权，而是从头开始自主设计内核架构，形成了具备100%自主知识产权的指令集体系结构。此外，基于MaPU内核架构的软件适配也均由研发团队独立打磨优化。据了解，MaPU及相关技术已拥有超过400多项发明专利。这种完全自主可控的特性，不仅让MaPU芯片能根据国内不同行业的应用场景快速迭代升级，更使其在全球供应链波动频繁下稳立潮头。
如今再审视MaPU架构的价值，它绝非一款普通的芯片架构，更是为国内AI在科学领域的应用打开换道超车全新赛道的钥匙。当国内芯片行业仍在传统架构体系下奋力追赶时，MaPU架构以“软件定义硬件”的创新思路，精准破解了科学智能高灵活、高算力的双重需求，打破了后摩尔时代的世界性瓶颈，更以实际成果证明了中国芯片产业通过原始创新实现产业突围的可行性，为国内半导体全产业链升级与科学智能的进阶发展提供了关键的核心技术路径。
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