在危機(jī)與機(jī)遇并行的當(dāng)下，國產(chǎn)SoC廠商該如何逆流而行？

去年，美國一紙禁令，在斷絕華為海思供應(yīng)鏈的同時(shí)，也警醒了國內(nèi)其他SoC廠商，依賴于x86和Arm架構(gòu)的國產(chǎn)芯片避免不了“卡脖子”的命運(yùn)。

但同時(shí)，當(dāng)下的缺芯浪潮無形中給國產(chǎn)廠商提供了大量訂單，促進(jìn)了國產(chǎn)工藝的發(fā)展。

在危機(jī)與機(jī)遇并行的當(dāng)下，國產(chǎn)SoC廠商該如何逆流而行？

6月10日，一場名為“SoC設(shè)計(jì)技術(shù)的探索與分析”的主題論壇在世界半導(dǎo)體大會上成功舉辦。

本次論壇由江蘇省工業(yè)和信息化廳主辦，鎂客網(wǎng)和潤展國際承辦。六位來自SoC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的嘉賓，從各自的產(chǎn)業(yè)角度出發(fā)，帶來自己對國產(chǎn)SoC設(shè)計(jì)的成果分享，以及對產(chǎn)業(yè)的觀察和思考。

國產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)，IP授權(quán)成新模式

設(shè)計(jì)、制造和封測，被成為集成電路三大產(chǎn)業(yè)，目前，國內(nèi)企業(yè)在設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)占比最高，這也成為國內(nèi)芯片的主要推動力。

如今，類似芯原股份的IP授權(quán)逐漸成為國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)廠商熱衷的商業(yè)模式之一。

芯原股份商業(yè)運(yùn)營高級副總裁汪洋先生介紹道：隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的遷移、芯片設(shè)計(jì)的規(guī)模不斷擴(kuò)大、物聯(lián)網(wǎng)開始碎片化需求之后，一家企業(yè)想實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)過程中全部環(huán)節(jié)的難度會加大。

這時(shí)候就出現(xiàn)了一些廠商，客戶會將一些關(guān)鍵的核心技術(shù)、一些通用化、公用化的IT技術(shù)外包，或者將整個(gè)設(shè)計(jì)服務(wù)外包，這類從事IP授權(quán)的廠商，又可以稱作“輕設(shè)計(jì)廠商”。

汪洋把芯原股份的模式總結(jié)成一個(gè)新的名詞：芯片設(shè)計(jì)平臺即服務(wù)（Silicon Platform as a Service， SiPaaS），從字面意思就可以看出來：在未來，不單芯片制造環(huán)節(jié)可以代工，就連設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都可以交給芯原股份這類IP授權(quán)公司，從而實(shí)現(xiàn)降低成本。

目前，國產(chǎn)IP的實(shí)力成績斐然，以芯原股份為例，2020年在全球IP排名中位于第7名，并且產(chǎn)品線最為豐富，從顯示屏到AI芯片，基本上所有芯片里面設(shè)計(jì)要用到的IP，芯原股份都可以提供。

同樣，從事IP授權(quán)的芯動科技雖不如芯原股份產(chǎn)品線豐富，但在攻克工藝上，芯動科技的產(chǎn)品覆蓋了從55nm到5nm的全工藝，特別是FDX工藝，從22nm一直到5nm，芯動科技一直在專注于高端工藝、高端IP的突破。

芯動科技CPO姜燚先生表示：隨著高端芯片不斷需求越來越高，制程越來越小，用戶在芯片IP上主要是工藝上的焦慮。一家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)如果能實(shí)現(xiàn)全面又專注的服務(wù)，既能幫助客戶可以減少工藝的焦慮，又能讓客戶關(guān)注到自身的產(chǎn)品。

以客戶服務(wù)為主導(dǎo)，優(yōu)化公司產(chǎn)品，幫助客戶取得成功，這就是一家IP授權(quán)公司的發(fā)展思路。

堅(jiān)持國產(chǎn)微架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主

除了IP授權(quán)這一模式以外，國內(nèi)仍有不少芯片設(shè)計(jì)公司選擇自主研發(fā)的路線，這其中或許經(jīng)歷過辛酸和挫折，但都在國產(chǎn)替代的進(jìn)程中留下了濃墨重彩的一筆。

對于CPU這樣高復(fù)雜系統(tǒng)來說，如果像我國汽車產(chǎn)業(yè)的道路一樣，通過走市場換技術(shù)的道路，是走不通的，只能走市場帶技術(shù)的道路。

以龍芯中科為例，目前已經(jīng)成長為國內(nèi)最知名的桌面處理器設(shè)計(jì)企業(yè)，不僅承擔(dān)著國產(chǎn)芯片替代的重任，同時(shí)正積極推動國產(chǎn)芯片及操作系統(tǒng)的生態(tài)建設(shè)。

龍芯中科副總經(jīng)理明旭先生在其演講中表示：國內(nèi)部分芯片設(shè)計(jì)企業(yè)會采用授權(quán)的Arm架構(gòu)設(shè)計(jì)芯片，但這些沒有缺少自主產(chǎn)權(quán)架構(gòu)的國產(chǎn)芯片不單會在設(shè)計(jì)過程中受到限制，同時(shí)還會在安全性上存在隱患，這正是大家口中的“卡脖子“。

如果處理器要自主，必須要在指令集自主的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)自主設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)。

從產(chǎn)品來看，通過先升級單核，再發(fā)展多核的設(shè)計(jì)思路，龍芯中科旗下最新的龍芯3A5000在性能上已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。

一直以來，龍芯中科都在堅(jiān)持自研指令集和微架構(gòu)，經(jīng)過多年的深耕，如今終于開花結(jié)果。

設(shè)計(jì)之外，工具同樣重要

隨著現(xiàn)代芯片的每一代工藝制程的演進(jìn)，對于芯片整個(gè)算力的要求同樣每代提升20％－30％。

紫光芯云CTO鄧世友先生表示：做芯片開發(fā)過程當(dāng)中，需要耗費(fèi)大量時(shí)間做仿真和驗(yàn)證，以保證這顆芯片投產(chǎn)的時(shí)候，不會出現(xiàn)問題。邏輯設(shè)計(jì)錯(cuò)誤是導(dǎo)致芯片流片識別的第一要素。其實(shí)，邏輯設(shè)計(jì)錯(cuò)誤在設(shè)計(jì)仿真過程前期，完全是可以規(guī)避的。

當(dāng)下，云計(jì)算在提升IC設(shè)計(jì)的效率、降低成本方面已經(jīng)有了極大的幫助，例如EDA上云，可以滿足對芯片算力彈性需求。

一般情況下，一顆芯片投片之前3個(gè)月，基本上會將所有算力資源全部占用掉。但其實(shí)，一顆芯片如果投出去之后，算力就閑置下來了。

這會帶來一個(gè)問題：如果說一家芯片設(shè)計(jì)的企業(yè)自己去構(gòu)建這樣測試平臺，不僅需要滿足很高的性能，還會造成浪費(fèi)，想要平衡這樣一個(gè)波動性需求是很難的。

EDA上云，可以最大優(yōu)勢利用云天然的彈性，能夠滿足資源的100％的供給。而且只需要為所需求的時(shí)長買單，而且通過云，可以能夠獲得靈活的算力以及足夠的存儲的性能。

所以，芯片設(shè)計(jì)上云可以為企業(yè)帶來效率最高的實(shí)際價(jià)值。

與此同時(shí)，自動化工具更進(jìn)一步提升了芯片設(shè)計(jì)的效率。

Codasip中國區(qū)總經(jīng)理相海英女士在她的演講中分享了基于“Codasip CPU／DSP Generator”工具定制領(lǐng)域?qū)Ｓ锰幚砥鞯膬?yōu)勢及成功案例。

她表示：用工具來做自動化的設(shè)計(jì)和定制有幾個(gè)優(yōu)勢：首先，可以節(jié)省開發(fā)時(shí)間。其次，節(jié)省CPU處理器開發(fā)的成本。最后，能保持新加了指令以后，軟件工程師還可以基于C和C＋＋做普通應(yīng)用軟件開發(fā)，不需要用嵌入?yún)R編的形式，能保留大的生態(tài)。

得益于專業(yè)工具的輔助，帶動了國產(chǎn)SoC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

資本帶動發(fā)展

有了設(shè)計(jì)技術(shù)，有了設(shè)計(jì)工具，想要發(fā)展SoC產(chǎn)業(yè)，還離不開投資人的大力支持。

每個(gè)人都說國內(nèi)芯片處在“虛火“狀態(tài)，但這個(gè)行業(yè)依然存在前所未有的增長趨勢。

華登國際合伙人王林先生在他的演講中表示：經(jīng)歷了2020年疫情的全球性影響，全球GDP下降約4％，但相應(yīng)服務(wù)器增長數(shù)量增長了4％。在經(jīng)濟(jì)下降的情況下，服務(wù)器數(shù)量反而是上升的。

對比于2009年，前一個(gè)像2020年全球性經(jīng)濟(jì)下行的周期，服務(wù)器數(shù)量跟GDP數(shù)量是同步向下走的，而且下降的數(shù)量比當(dāng)前多得多。

所以，這樣一個(gè)全球化數(shù)字浪潮與上云的浪潮背景下，確實(shí)催生了數(shù)據(jù)中心的機(jī)會，背后很多是國產(chǎn)半導(dǎo)體的機(jī)會，并且這個(gè)數(shù)量非常大。

大數(shù)據(jù)的爆發(fā)，帶來的海量數(shù)據(jù)，催生了半導(dǎo)體的全面創(chuàng)新，也帶來了從業(yè)人員尤其是SoC相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的機(jī)會。

這里有四個(gè)大方面，其中細(xì)分的東西很多：分別是數(shù)據(jù)的存儲、產(chǎn)生、處理、分析，每個(gè)方面背后都有非常多的機(jī)會。

王林表示：目前在SoC領(lǐng)域有許多創(chuàng)業(yè)機(jī)會，例如GPU，當(dāng)下在中國的創(chuàng)業(yè)十分火熱。又例如 DPU，這是今年SoC創(chuàng)業(yè)里最火的概念，并且已經(jīng)在去年有了增長苗頭。最后，在網(wǎng)絡(luò)的新型云端架構(gòu)芯片方面，同樣有非常多的機(jī)會。

從投資的角度來說，王林認(rèn)為其中的邏輯非常簡單：找到認(rèn)為對的方向，在這個(gè)方向里面找到最強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)，這非常關(guān)鍵。

作者：家衡