12 月 2 日,相信大家的朋友圈都被中美就关税问题达成共识的消息刷屏了。虽然用惨痛代价换来的和解让我们松了一口气,但不知道你是不是和我一样心中仍有隐隐的不安,觉得这可能不是一个结束,而只是一个开始,发生在全球第一大经济体和第二大经济体之间的摩擦或许将成为未来的一种常态。就在 11 月 29 日珠海举办的中国集成电路设计业 2018 年会暨珠海集成电路产业创新发展高峰论坛上,我们听到与会的多位嘉宾也表达了类似的看法。与此同时,嘉宾们也表示,贸易摩擦于本土芯片产业而言,未必是一件坏事,因为它让我们意识到芯片这些核心技术的缺乏成为我们受制于人的一个重要砝码,从而在举国上下达成了一种共识,我们要有自主研发的核心芯片,做到国产替代,这个目标也许需要 10 年、20 年才能实现,但是一定要实现。

要实现上面的目标,本土芯片设计业当自强是自然,但也离不开产业链上下游的支持和配合,任何一环的缺失都可能让这个产业功亏一篑。刚好本次论坛期间的受访企业均来自芯片服务业,十分六合彩记者与多位发言人进行了深入的沟通,其中不乏睿智洞见,让我印象深刻的有几点。

IP 的价值
Mentor 公司 CEO Walden Rhines 的主题报告中,与业内盛传的芯片业已经是夕阳产业的声音不同,他认为芯片设计业还远未到成熟时,而只是刚刚开始,未来还将有蓬勃的生命力。魏少军教授报告中的最新数据也印证着这一点,2018 年中国本土注册的芯片设计企业达到了 1698 家,比去年的 1380 家多了 318 家,数量增长 23%。这种快速增长有几方面的因素使然,一是产业迁移的一个结果,二是中国对芯片产业的政策带动,三是应用和市场对芯片产品的需求刺激,四则是我想谈的一点,即芯片设计业的进入门槛似乎越来越低了,这一方面源于产业的人才培养和技术积累,另一方面也离不开 IP 企业的发展和贡献,最典型的例子是 Arm,它的内核让更多数字芯片创业企业得以更轻松的加入战局。

 

受访人从左至右:摩尔精英 CEO 张竞扬,索喜科技高端定制 SoC 事业部亚太区总经理刘珲,新思科技全球资深副总裁暨亚太总裁林荣坚,Silvaco 公司中国总经理房敏,Silvaco 公司 CEO David L.Dutton,台积电(中国)副总经理陈平


对此,全球第一大芯片接口 IP 供应商新思科技全球资深副总裁暨亚太总裁林荣坚称,“事实上我们在和客户沟通的时候,有两样东西是最早和客户有接触的,即 IP 和验证的硬件,因为客户在做设计之前,在确认产品规格时就要解决它的 IP,也说明 IP 的重要性。”林荣坚还提到了一个软 IP 的概念,软 IP 更多是帮助实现完整的验证。而不管是硬 IP,还是软 IP,新思科技的方向很明确,IP 做的是服务,要提供服务,仅靠一家的力量没法办到,为此,新思科技通过本地化的方式,寻找很多合作伙伴,加上不断充实的 IP 产品,来帮助客户。

同样是 EDA 工具厂商,Silvaco 公司在两年前开始涉足 IP 业务,该公司中国总经理房敏介绍,“我们收购了 3 家 IP 公司,收购进来的团队非常优秀,是顶尖的团队,为一些顶尖的客户提供服务。”Silvaco 公司 CEO David L.Dutton 则表示,“IP 是我们增长最快也是最重要的新增业务”。同时他也指出,“我们看到中国市场及工程师擅长复用 IP 模块,从而把精力放在芯片的核心领域部分。提到复用的概念,Silvaco 也从与包括恩智浦、德州仪器等公司的合作中获取成熟 IP 模块进行复用并把它们商业化授权给我们的客户。如借助恩智浦在汽车领域的优势,Silvaco 有很多汽车 IP 来自与恩智浦的合作,并让我们的客户能从中受益。同时我们也有很多的处理器 IP,是 Arm 认证的合作伙伴,并提供大量的 Arm 处理器外设的控制器 IP。”

 

受访人从左至右:锐成芯微 CEO 向建军,Mentor 公司 CEO Walden Rhines,Arm 中国产品研发副总裁刘澍,Mentor 中国区总经理凌琳


全球最大晶圆代工厂台积电也做了不少 IP 相关的工作,台积电(中国)副总经理陈平介绍,“台积电所做的 IP 和上面两家公司有所不同,我们的 IP 会更偏底层,更接近工艺层面,即基础 IP,因为这些跟工艺连接非常紧密,台积电是开发工艺的,这部分工作由我们来做是最贴切的,也会做得比较好。其他一些 EDA 工具厂商和合作伙伴的 IP 我们并不涉及,术业有专攻,台积电没有理由跟我们的合作伙伴竞争。”

Arm 中国产品研发副总裁刘澍表示,“现在芯片设计的难度无疑是呈指数级上升,如果每个芯片都从头开始设计,每项技术都自主研发,其实是非常困难的事情。我相信无论从 EDA 工具的角度还是 IP 的角度,对于一个芯片设计公司而言,一件很重要的事是技术积累,复用性和延用性,让大家站在巨人的肩膀上进一步实现自己的创新。”同时他也提出新的观点,一是支持国家和产业的自主可控技术的发展战略,同时本土企业也需要有世界眼光,需要对接世界、参与世界的技术,甚至引领整个技术的发展。而 Arm 中国能做的是,借助自身技术和全球生态的力量来帮助本土企业,“不仅是在芯片技术上,也包括软件开发,甚至更高层的服务上,我们和我们的生态合作伙伴都要参与,让客户和用户更容易使用,以此抵消设计复杂度的增加,并且快速使用这些技术,使上下游所有合作伙伴一起快速发展。”

同样是 EDA 厂商和 IP 提供商,Mentor 更愿意选择一条差异化的路线,Walden 提到,设计业确实是在加速,设计成本在降低,主要是因为有很多技术的加持。也就是过去几年中发生的,其中一个是设计和 IP 的复用。同时他也表示,“Mentor 公司不像其他几个 IP 公司,我们并不是要和他们进行比赛或竞争,我们要使用很多新的技术,这些新技术将帮助加速设计业的发展。”

 

受访人从左至右:凯鼎电子总裁王琦,芯原公司董事长兼总裁戴伟民,和舰副总经理林伟圣


为配合本土企业的快速发展,2017 年 11 月,Cadence 公司在南京成立本土化、独立经营的公司,中文名为“南京凯鼎电子技术有限公司”,总投资额将超过亿元人民币。凯鼎电子总裁王琦称,“Cadence 在 IP 领域已有十年积累,主要侧重于先进制程,我们看到国内在成熟节点方面还是有很大市场,落户南京,主要是把同样的 IP 技术,比如我们在 7nm 验证过的那些 IP,能够反方向移植到 28nm、22nm 等成熟工艺,服务更多本土晶圆代工和芯片设计企业。”

作为 IP 领域的后起之秀,SiFive 这家 IP 公司凭借 RISC-V 的超高人气迅速蹿红,而 RISC-V 被很多业内人士认为是可以与 Arm 一较高下的处理器架构,尤其在物联网和人工智能领域将大有作为,也因此被认为是本土芯片企业可实现弯道超车的一次机会,为此 SiFive 特别在中国成立独立公司以把握中国市场机会。该公司全球 CEO Naveed Sherwani 表示,IP 有三个比较大的问题,包括成本、使用和安全问题。SiFive 因此提出了 Design share 的想法,即 IP 设计公司加入到 Design Share 生态系统中,提供他们的 IP,并将 IP 放到一个模板上,再将其放到芯片上,然后分享至云端。如果要设计芯片,只需上到我们的云。SiFive 希望通过这种模式解决上面提到的几个问题。“现在还有很多家和我们谈要加入这个平台,其实国内也有一些平台,最大的不同之处在于它是已经得到验证的平台,不是说我把所有东西堆在一起给客户。我们拿过来按照某个应用要集成、开发、测试、量产,只有达到这个要求,才能真正进入到我们的 Design share 里面。”SiFive 中国 CEO 徐滔说到。

 

受访人从左至右:华大九天总经理杨晓东,SiFive 公司 CEO Naveed Sherwani,南京江北新区软件园主任吴东越,SiFive 中国 CEO 徐滔


本土 IP 企业成都锐成芯微的产品包括超低功耗模拟 IOT 解决方案和 LogicFlash—高可靠性嵌入式 MTP 存储方案。该公司 CEO 向建军称,“以往一个芯片从定义到真正走向市场至少需要 18 个月时间,但是在物联网时代这个时间不能满足客户的要求。对锐成芯微来说,我们的想法是希望通过构建完整的 IP 平台,将物联网应用做成一个最大化的 SoC 开发 IP 套件,客户只需要在 IP 套件上做简单的修改,或者功能筛选,就可以直接进入量产。把 18 个月的设计周期缩短到 6 个月,未来甚至可能到 3 个月。”

IP 之于整个芯片产业的价值毋庸置疑,林荣坚强调,“站在行业的角度,一方面要保护我们自己的 IP,另一方面也要尊重和保护别人的 IP,我觉得这点很重要。如果做不好的话,各个企业会把自己置于不可控的风险里,同时也会阻碍很多有技术、有资金的人投入这一市场。”

 


工艺往何处去
此处我们暂且不做摩尔定律是否将失效的老生常谈,先说先进工艺继续向 10nm 以下推进的意义。因为业内一直有声音说随着工艺节点继续向下演进,无论是工艺研发的投入产出比,还是能带给芯片产品的成本和性能效益都在打折扣,同时更先进工艺的需求和玩家也在减少。加之最近格芯停止先进工艺开发的消息,让大家更对先进工艺演进的价值提出质疑。

对此,显然台积电更有发言权,陈平从几个方面来说明:
“首先工艺越来越难是毫无疑问的,技术门槛和资金门槛上也越来越高,给晶圆代工厂的压力很大,需要一定的经济规模支撑;从需求端来看,对先进工艺要求非常强,这是应用和市场驱动的。现在新的应用,包括手机、车联网、5G、AI 都要用到最先进的技术。台积电的 7nm 今年进入大量量产,到明年产品规模还将翻倍,这还是保守数据。同时,客户对下一个节点 5nm,以及 3D 封装技术的需求都很强烈,因为现有的工艺技术还不够,所以需要先进封装技术来配合。应用端的角度,我们正在进入下一个普适计算时代,应用和需求都是有的。”

谈到先进工艺演进中的挑战,陈平坦言,“从 7nm 到 5nm 以及 3nm 是很困难的事,也是全行业、全世界的难题。如到 7nm、5nm 以后,点压要变低,绝缘层要变薄等,和其他的工艺开始不匹配,如果用传统的方式速度会下降,功耗会增加,一定要寻找新的异构整合的方法,这是一个大的课题,台积电花很多时间在开发这方面的技术。”与此同时,陈平也重申“前景是光明的,我们也看到很多进展。总体来说,我们会突破一些传统的封装方式,用硅晶圆的技术和封装技术结合起来造成二维、三维的新产品的整合。这是一个大方向,也是正在发生的事。”

而因为先进工艺有着上面的这些困难和挑战,开发起来越来越难,同时还有很多芯片厂商用不到这些先进工艺,业内也提出了“超越摩尔定律”的概念,即除了先进工艺外,一些成熟工艺仍将有着很长的生命周期,一些横向创新将帮助延伸这些工艺节点的宽度。对此,和舰副总经理林伟圣表示,看整个工业发展,不谈先进工艺,只谈特色工艺,55nm 是一个超级节点,它涵盖的产品较广。接下来下一个超级节点应该是 28nm。28nm 跟 40nm 做比较,28nm 节点的数据快,它的漏电还是比 40nm 好一点。同时,28nm 也有非常多的应用,包括 4G/5G 射频,毫米波,eNVM(MRAM/ReRAM)与高速显示屏驱动 IC 等。
 

 


AI 如何落地
AI 这个近两年最火的行业话题之一,作为年度集成电路盛会的 ICCAD 自然不会放过,主题演讲以及采访中多家厂商发表了对于 AI 的看法,也让我们看到一众 EDA 以及 IP 厂商对人工智能芯片开发的从工具到 IP 的支持。而我们更关心的一个话题是 AI 如何落地,这个话题有两个层面,一个是针对 AI 芯片企业的 PPT 造芯现象,在疯狂烧钱之后,他们的产品是否实现,是否有市场价值;另一个层面则是,AI 如何在更多的应用场景得以体现。

对此,芯原公司董事长兼总裁戴伟民表示,“现在 AI 烧钱烧得很厉害,关键要落地。眼下如果把算法做成芯片价值马上增加 10 倍,但 AI 芯片也是芯片,不能说 AI 芯片就比普通芯片价值高 10 倍。芯片做出来要有地方应用,没有地方应用也不行。”在应用场景上,他看好自动驾驶、家居,以及教育和陪护机器人市场。而针对目前 AI 芯片产业似乎过于冒进的问题,戴伟民称,“急于求成的现象较普遍。有的人觉得将一点算法找个芯片公司做出来,就是 AI 芯片,而且估值很高,因此就有点浮躁,不够扎实,这是问题。不要以为做 AI 芯片这么简单,要深入下去,有长远作战的眼光和格局。”

在定制化芯片设计领域有多年积累的,来自索喜科技高端定制 SoC 事业部亚太区总经理刘珲也看好自动驾驶应用领域,他提到,目前有很多 AI 初创公司、大型应用厂商和互联网厂商也在积极布局自动驾驶芯片,但对于汽车应用芯片而言,他们也是新玩家。如何将自己的 AI 算法实现符合车规要求的 SoC 等他们尚无更多经验。在他看来,这正是索喜科技可发挥价值的地方,“索喜在 SoC 方面有很多经验,不管是公司 ASSP 产品还是 ASIC 定制化 SoC 产品,这些经验都可以帮助 AI 领域公司迅速实现产品化。在自动驾驶方面,我们继承了富士通在车载方面的基因,车载对质量的要求,对车规流程的要求很高,同时自动驾驶跟功能安全是强相关的,怎么把芯片做到功能安全,我们有着丰富的经验。”


从 EDA 厂商的角度提到,Walden 用几个必须来说明 AI 芯片初创公司的成功要素,“必须要有系统的专业知识,要能够快速进入市场,必须要创新,必须有很好的技术,找到一些很好的方法去创造这些芯片,用更少的成本和时间创造出来,同时也要把关注放到市场上,尽量让产品具备差异化。”

Mentor 中国区总经理凌琳补充,“PPT 造芯的公司当然早一点倒闭、破产比较好,除此我们要更多看到 AI 应用的广泛性。中国的公司很聪明,会选择自己适合生存的空间。”因为其实市场很大,加入西门子成为西门子工业软件的一部分后,Mentor 看到更广泛的系统客户,他们都有数字化、智能化的需求。“我觉得 AI 的落地不一定就在狭隘的几个空间,大家都在做自动驾驶,其实这一领域门槛很高,不要挤破头皮做这个,可以做更接地气的产品和应用。希望 AI 初创企业能拓展思路,和我们协同做创新,做别人没有想到或者没有做到的,及时转型也未尝不可。”凌琳如是说。

向建军表达了相似观点,“AI 分为两类,现在需要大量算力的这类,就是看谁跑得快、谁的体量大、谁的耐力长,现阶段体量已经很大的公司胜出机会大。另一类我看到的机会是轻量级甚至极轻量级的智能化。特别是随着物联网发展,所有的操作系统都会智能化,这类芯片规模较小,资本投入较少,可以多鼓励国内的企业往轻量级的智能化发展,这可能是本土绝大多数企业在 AI 市场胜出的机会。。”

对此,刘澍也表示认同,在他看来,未来智能化的终端设备是个海量的市场,只要是真正有技术积累和技术专注力的公司,都会有市场空间存活下去。作为国内 AI 技术和产业生态的积极推动者,Arm 中国今年在 AI 方面也是动作不断。刘澍介绍,前不久发布的周易人工智能平台是 Arm 中国整体战略的一个重要部分,即把所有芯片里的计算单元作为算力支撑的一部分,包括 CPU、GPU,以及 AIPU,形成一个 AI 体系。在这个体系上 Arm 中国规划了很多不同产品线的演进路径,“首先 CPU 会加入更多 AI 相关的处理指令,把 CPU 做得越来越强;其次,我们推出专门的 AIPU,就是周易的硬件 IP,在更大算力需求情况下支撑整个平台的计算要求,并且做到效率和功耗的平衡;再次,对应未来不同市场的需求,我们看到有 AIoT,有 IoT 小的设备,包括对语音、视觉的应用,我们也会进一步演化出非常低成本的 AI 解决方案。”Arm 中国希望用相对完整的 AI 平台解决方案来支撑不同应用场景和领域的需要。而 Arm 中国的角色也从一个 IP 厂商向一个平台服务商转换,“在中国市场,我们更加专注于垂直市场的支持和系统的服务,帮助客户收集和训练数据,并且提供算法的开发和演进,这是我们未来不同业务模式的拓展。借助这一平台战略,可以让我们更加灵活的服务客户,不光提供技术解决方案,还有业务解决方案。”

 


本土产业链当自强
上面提到不确定性的经济形势下,本土芯片产业或将从中受益,而这里面,整个产业链的各个环节如何自强和协作很关键,与会的几家企业和机构也让我们看到了他们在本土芯片崛起中扮演的角色和努力。

作为国内 EDA 厂商的领头羊,华大九天今年得到了大基金的注资,对此,华大九天总经理杨晓东表示,“要感谢大基金对华大九天的认可和支持,投资 EDA 从风投来讲是难度非常大的。关于资金使用,我们很清晰,主要用于华大九天的产品升级及新产品研发,来弥补我们产品中的短板。”而在华大九天的产品中,包括集成电路和平板两大方向。其中,集成电路软件又分为模拟芯片设计软件,SoC 设计软件,以及晶圆代工端的 EDA 软件。目前在模拟 IC 软件领域,华大九天在设计流程基本上是完整的,主要的工具都可涵盖。在 SoC 方面,则以点工具为主,在晶圆代工方面也是以点工具为主;在面板设计软件上,华大九天的产品线也是完整的。

谈及公司目前在市场上的竞争力以及未来规划,杨晓东很诚恳,“华大九天目前可能在国内规模相对大一点,但和国外巨头比起来差距还比较大,无论是规模还是产品线。未来,短期内华大九天还是立足于先做好、做强自己,聚焦在提升自己的技术实力,也将与国内的企业突破现有业务层面的合作,尝试更多的深度合作。”

在这一轮本土芯片业的建设中,另一股不容忽视的力量是一些地方政府的政策和资金倾斜,包括南京、珠海、合肥、厦门、武汉、成都、重庆等多地都将集成电路产业提上区域经济发展的战略层面。其中南京江北新区动作频频,力度不小。南京江北新区软件园主任吴东越介绍,南京是电子产业比较有基础的城市,集成电路在几年前很薄弱,两年前决定加大集成电路产业链发展,而最大的机缘是台积电在南京建厂,“南京厂创造了台积电在全球工厂建设的最快速度,两年不到的时间,从打地基和建桩,一年之内把所有的厂房建成,所有的设备进去调试,到 10 月 31 日已经正式量产。”台积电进驻以后,迅速形成了集成制造产业链,上下游的公司也聚集而来。“我们重点是从 IC 设计企业入手,首先是招比较大的企业,中国集成电路设计业的十强起码有 3-5 家落户南京,包括华大九天、展锐、中感微等都先后落户南京;二是建生态,引进生态上的企业,Arm 公司等都在南京设点;三是吸引中小的初创企业,一年多、两年来,差不多有一百家初创企业入驻南京,有 2/3 是从海外回来的。”提及南京打造集成电路产业链的优势,吴东越提到,“创业过程中要面临资金的问题、人才的问题,特别要面临市场的问题。而南京最大的优势人才,这里大学很多,南京 800 万人口中,在校的大学生有 80 万,占了 10%。”而 ICisC,即南京集成电路服务中心就扮演着产业服务的角色。


南京江北新区于 2016 年 11 月投资成立了全国首个涵盖人才、技术、资金、市场等全方位产业要素的集成电路公共服务平台——南京集成电路产业服务中心(ICisC),两年来该平台在推动产业发展方面发挥了重要作用,并中标第一批国家工信部“芯火”双创平台;中标省经信委集成电路、物联网和新一代信息技术项目、市科委南京市重大公共技术服务平台项目;成为江苏省经信委、南京市经信委、南京市科委南京集成电路及集成电路设计产业公共技术服务平台,获得了国家、省、市主管部门的认可。“虽然我们是纯国有投资平台,但我们的员工都是通过市场招聘的专业人才,并且我们也聘请东南大学首席教授时龙兴作为中心主任,ICisC 的名字就是他取的,代表的含义之一就是“IC is China”,即他认为 IC 是中国必须要解决的问题,也是一定能解决的问题。”吴东越如是说。


平台目前主要是四大方面的服务功能,一是人才培养服务,围绕国家及区域集成电路产业发展人才需求,整合国内外顶级培训资源,致力于 IC 设计、封测、制造、应用等领域复合型、技能型、创业型人才培训,为产业发展持续提供人力资源保障“南京最大的优势就是人才,我们有 800 多万人口,在校的大学生就有 80 多万,这个比例位列全国第一,所以我们需要进一步考虑依托丰富的高校资源,做好人才培养,为产业提供更好人才保障;二是技术创新服务,通过挖掘高校与科研院所研究性、前沿性的先进工艺与先进设计研究成果,对接产业,促进前沿技术的产品化和产业化;三是传统公共技术服务,为芯片设计及系统应用提供专业技术资源服务,包括建立 EDA 计算中心、IC 研发仪器设备共享实验室、物联网应用场景实验室、IC 大仪共享信息化平台服务,同时引入 Design Service、芯片可靠性测试分析、MPW 流片代理、IP 等服务内容;四是芯机联动服务,围绕物联网、人工智能、智能制造三大领域,为产业提供企业落地、产业链对接、市场联动、资源整合等配套服务。


同样是服务平台,摩尔精英在产业链内扮演着另外一种角色,也是帮助国内芯片设计企业轻资产化,可以更轻松地进行产品开发、加速产品上市。摩尔精英 CEO 张竞扬提到,“我们把自己定位成半导体行业的阿里巴巴,希望给芯片公司提供芯片设计的基础设施,让他们能够以做 IP 的投入完成芯片的设计,相当于只需过去大概 1/3 的时间和人力就可以。”目前摩尔精英的主要服务包括芯片设计服务、供应链管理、人才和企业服务三大块,他们的服务对象是那些芯片设计公司,特别是创业企业。张竞扬表示,“国内很多芯片公司规模很小,可能就 10 到 15 个人,这时候派一个人对接晶圆厂、一个人对接封装厂,再一个人对接 EDA 或 IP 公司等供应链,精力和能力都没办法满足。因此,中小规模芯片设计公司对供应商的选择,并不是要说在单点上处处最强,更多是需要一个高效、便捷的打包方案,这是摩尔精英具有优势的地方,我们能够提供一站式专业服务,帮客户解决各种问题,企业只需要专注于技术本身。我们目前已经服务了全球 1500 多家芯片设计公司。”
 

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