缺芯浪潮下,国产SoC产业的思考与展望

家衡 1周前 (06-10)

在危机与机遇并行的当下,国产SoC厂商该如何逆流而行?

缺芯浪潮下,国产SoC产业的思考与展望

去年,美国一纸禁令,在断绝华为海思供应链的同时,也警醒了国内其他SoC厂商,依赖于x86和Arm架构的国产芯片避免不了“卡脖子”的命运。

但同时,当下的缺芯浪潮无形中给国产厂商提供了大量订单,促进了国产工艺的发展。

在危机与机遇并行的当下,国产SoC厂商该如何逆流而行?

6月10日,一场名为“SoC设计技术的探索与分析”的主题论坛在世界半导体大会上成功举办。

本次论坛由江苏省工业和信息化厅主办,镁客网和润展国际承办。六位来自SoC设计产业链上下游的嘉宾,从各自的产业角度出发,带来自己对国产SoC设计的成果分享,以及对产业的观察和思考。

国产芯片设计,IP授权成新模式

设计、制造和封测,被成为集成电路三大产业,目前,国内企业在设计这一环节占比最高,这也成为国内芯片的主要推动力。

如今,类似芯原股份的IP授权逐渐成为国内芯片设计厂商热衷的商业模式之一。

芯原股份商业运营高级副总裁汪洋先生介绍道:随着半导体产业的迁移、芯片设计的规模不断扩大、物联网开始碎片化需求之后,一家企业想实现整个设计过程中全部环节的难度会加大。

这时候就出现了一些厂商,客户会将一些关键的核心技术、一些通用化、公用化的IT技术外包,或者将整个设计服务外包,这类从事IP授权的厂商,又可以称作“轻设计厂商”。

缺芯浪潮下,国产SoC产业的思考与展望

图 | 芯原股份商业运营高级副总裁 汪洋

汪洋把芯原股份的模式总结成一个新的名词:芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service, SiPaaS),从字面意思就可以看出来:在未来,不单芯片制造环节可以代工,就连设计环节都可以交给芯原股份这类IP授权公司,从而实现降低成本。

目前,国产IP的实力成绩斐然,以芯原股份为例,2020年在全球IP排名中位于第7名,并且产品线最为丰富,从显示屏到AI芯片,基本上所有芯片里面设计要用到的IP,芯原股份都可以提供。

同样,从事IP授权的芯动科技虽不如芯原股份产品线丰富,但在攻克工艺上,芯动科技的产品覆盖了从55nm到5nm的全工艺,特别是FDX工艺,从22nm一直到5nm,芯动科技一直在专注于高端工艺、高端IP的突破

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图 | 芯动科技CPO 姜燚

芯动科技CPO姜燚先生表示:随着高端芯片不断需求越来越高,制程越来越小,用户在芯片IP上主要是工艺上的焦虑。一家芯片设计企业如果能实现全面又专注的服务,既能帮助客户可以减少工艺的焦虑,又能让客户关注到自身的产品。

以客户服务为主导,优化公司产品,帮助客户取得成功,这就是一家IP授权公司的发展思路。

坚持国产微架构,实现独立自主

除了IP授权这一模式以外,国内仍有不少芯片设计公司选择自主研发的路线,这其中或许经历过辛酸和挫折,但都在国产替代的进程中留下了浓墨重彩的一笔。

对于CPU这样高复杂系统来说,如果像我国汽车产业的道路一样,通过走市场换技术的道路,是走不通的,只能走市场带技术的道路。

以龙芯中科为例,目前已经成长为国内最知名的桌面处理器设计企业,不仅承担着国产芯片替代的重任,同时正积极推动国产芯片及操作系统的生态建设。

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图 | 龙芯中科副总经理 明旭

龙芯中科副总经理明旭先生在其演讲中表示:国内部分芯片设计企业会采用授权的Arm架构设计芯片,但这些没有缺少自主产权架构的国产芯片不单会在设计过程中受到限制,同时还会在安全性上存在隐患,这正是大家口中的“卡脖子“。

如果处理器要自主,必须要在指令集自主的基础上,能够实现自主设计的微结构

从产品来看,通过先升级单核,再发展多核的设计思路,龙芯中科旗下最新的龙芯3A5000在性能上已经接近世界先进水平。

一直以来,龙芯中科都在坚持自研指令集和微架构,经过多年的深耕,如今终于开花结果。

设计之外,工具同样重要

随着现代芯片的每一代工艺制程的演进,对于芯片整个算力的要求同样每代提升20%-30%。

紫光芯云CTO邓世友先生表示:做芯片开发过程当中,需要耗费大量时间做仿真和验证,以保证这颗芯片投产的时候,不会出现问题。逻辑设计错误是导致芯片流片识别的第一要素。其实,逻辑设计错误在设计仿真过程前期,完全是可以规避的。

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图 | 紫光芯云CTO 邓世友

当下,云计算在提升IC设计的效率、降低成本方面已经有了极大的帮助,例如EDA上云,可以满足对芯片算力弹性需求。

一般情况下,一颗芯片投片之前3个月,基本上会将所有算力资源全部占用掉。但其实,一颗芯片如果投出去之后,算力就闲置下来了。

这会带来一个问题:如果说一家芯片设计的企业自己去构建这样测试平台,不仅需要满足很高的性能,还会造成浪费,想要平衡这样一个波动性需求是很难的。

EDA上云,可以最大优势利用云天然的弹性,能够满足资源的100%的供给。而且只需要为所需求的时长买单,而且通过云,可以能够获得灵活的算力以及足够的存储的性能。

所以,芯片设计上云可以为企业带来效率最高的实际价值。

与此同时,自动化工具更进一步提升了芯片设计的效率。

Codasip中国区总经理相海英女士在她的演讲中分享了基于“Codasip CPU/DSP Generator”工具定制领域专用处理器的优势及成功案例。

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图 | Codasip中国区总经理 相海英

她表示:用工具来做自动化的设计和定制有几个优势:首先,可以节省开发时间。其次,节省CPU处理器开发的成本。最后,能保持新加了指令以后,软件工程师还可以基于C和C++做普通应用软件开发,不需要用嵌入汇编的形式,能保留大的生态。

得益于专业工具的辅助,带动了国产SoC产业的快速发展。

资本带动发展

有了设计技术,有了设计工具,想要发展SoC产业,还离不开投资人的大力支持。

每个人都说国内芯片处在“虚火“状态,但这个行业依然存在前所未有的增长趋势

华登国际合伙人王林先生在他的演讲中表示:经历了2020年疫情的全球性影响,全球GDP下降约4%,但相应服务器增长数量增长了4%。在经济下降的情况下,服务器数量反而是上升的。

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图 | 华登国际合伙人 王林

对比于2009年,前一个像2020年全球性经济下行的周期,服务器数量跟GDP数量是同步向下走的,而且下降的数量比当前多得多。

所以,这样一个全球化数字浪潮与上云的浪潮背景下,确实催生了数据中心的机会,背后很多是国产半导体的机会,并且这个数量非常大。

大数据的爆发,带来的海量数据,催生了半导体的全面创新,也带来了从业人员尤其是SoC相关领域的创新创业的机会。

这里有四个大方面,其中细分的东西很多:分别是数据的存储、产生、处理、分析,每个方面背后都有非常多的机会。

王林表示:目前在SoC领域有许多创业机会,例如GPU,当下在中国的创业十分火热。又例如 DPU,这是今年SoC创业里最火的概念,并且已经在去年有了增长苗头。最后,在网络的新型云端架构芯片方面,同样有非常多的机会。

从投资的角度来说,王林认为其中的逻辑非常简单:找到认为对的方向,在这个方向里面找到最强的团队,这非常关键。

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